Pythonからみる多相の話

PyCon mini Hiroshima 2016 の発表資料の一部

出てくるコードのソースコード
https://gist.github.com/eiel/089b705820ce1c83de22440a3252029d

Transcript

1. Python͔ΒΈΔଟ૬ͷ࿩
   2016-11-21 PyCon mini Hiroshima 2016
   

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2. ͻΉΒ ͱ΋ͻ͜
   ΞυϗοΫͱ͍͏ݴ༿ͷҙຯ͕ͳ͔ͳ͔ཧղ
   Ͱ͖ͳ͔ͬͨ
   

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3. ଟ૬ͷ࿩
   

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4. ポリモーフィズムとか
   多態性とか
   

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5. 同じ名前の関数を
   状況に応じて
   選択してくれる機能
   

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6. from __future__ import print_function
   class Hello:
   def say(self):
   print("Hello")
   class Goodbye:
   def say(self):
   print("Goodbye")
   ２つのクラスがあるとします
   sayメソッドを持つ
   

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7. def say(self):
   self.say()
   self.say()が呼ばれると

   何がおきる?
   

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8. def say(self):
   self.say()
   self.say()が呼ばれると

   何がおきる?
   selfの種類によって決まる
   

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9. say(Hello()) # Hello
   say(Goodbye()) # Goodbye
   

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10. from __future__ import print_function
    class Hello:
    def say(self):
    print("Hello")
    class Goodbye:
    def say(self):
    print("Goodbye")
    selfがHelloの時の処理
    selfがGoodbyeの時の処理
    HelloクラスとGoodbyeクラスは
    別のファイルにあっても良い
    

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11. def say(self):
    self.say()
    def say(self):
    if isinstance(self, Hello):
    Hello.say(self)
    if isinstance(self, Goodbye):
    Goodbye.say(self)
    

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12. def say(self):
    self.say()
    同じように動くようにメソッドを関数
    として使ってみる
    def say(self):
    if isinstance(self, Hello):
    Hello.say(self)
    if isinstance(self, Goodbye):
    Goodbye.say(self)
    

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13. 多相というのは
    プログラミング言語が
    分岐を自動的に実装してくれる
    機能と考える事ができます
    

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14. ࿩͔͚Δ૬खΛ
    ม͑ΒΕΔΑ͏ʹͯ͠Έ·͢
    

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15. from __future__ import print_function
    class Hello:
    pass
    class Goodbye:
    pass
    class Teacher:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    class Friend:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    

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16. say(Hello(), Teacher("ʹΌΜ͜")) # ͜Μʹͪ͸ɺʹΌΜ͜ઌੜ
    say(Hello(), Friend("ϞϯςΟ")) # ΍͋ ϞϯςΟ
    say(Goodbye(), Teacher("ʹΌΜ͜")) # ʹΌΜ͜ઌੜɺ͞Α͏ͳΒ
    say(Goodbye(), Friend("ϞϯςΟ")) # ·ͨͶ ϞϯςΟ
    

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17. def say(self, target):
    if isinstance(self, Hello):
    if isinstance(target, Teacher):
    print("͜Μʹͪ͸ɻ%sઌੜ" % target.name)
    elif isinstance(target, Friend):
    print("΍͋ %s" % target.name)
    elif isinstance(self, Goodbye):
    if isinstance(target, Teacher):
    print("%sઌੜɺ͞Α͏ͳΒ" % target.name)
    elif isinstance(target, Friend):
    print("·ͨͶ %s" % target.name)
    

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18. つらい
    

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19. def say(self, target):
    selfの種類によって分岐する
    機能があった
    selfとtargetの種類の組み合わ
    せで分岐する機能があったら便
    利ではないだろうか?
    

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20. Scalaで できます
    

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21. case class Hello()

    case class Goodbye()

    case class Teacher(name: String)

    case class Friend(name: String)
    

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22. // ݺͼग़ͨ͢ΊͷΠϯλʔϑΣΠε

    trait Say[A, B] {

    def say(a: A, b: B): Unit

    }

    

    // ෼ذΛࣗಈੜ੒͢ΔͨΊͷ৔ॴ

    object Say{

    def say[A, B](a: A, b: B)(implicit obj: Say[A, B]) = {

    obj.say(a,b)

    }

    }
    

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23. // ࣮ࡍͷಈ࡞

    object SayOps {

    implicit val helloTeacherSay: Say[Hello, Teacher] = new Say[Hello, Teacher] {

    def say(self: Hello, target: Teacher): Unit = {

    println(s"͓͸Α͏͍͟͝·͢ɻ${target.name}ઌੜ")

    }

    }

    

    implicit val helloFriedSay: Say[Hello, Friend] = new Say[Hello, Friend] {

    def say(self: Hello, target: Friend): Unit = {

    println(s"΍͋ ${target.name}")

    }

    }

    

    implicit val goodbyeTeacherSay: Say[Goodbye, Teacher] = new Say[Goodbye,
    Teacher] {

    def say(self: Goodbye, target: Teacher): Unit = {

    println(s"${target.name}ઌੜɺ͞Α͏ͳΒ")

    }

    }

    

    implicit val goodbyeFriendSay: Say[Goodbye, Friend] = new Say[Goodbye,
    Friend] {

    def say(self: Goodbye, target: Friend): Unit = {

    println(s"·ͨͶ ${target.name}")

    }

    }

    }
    分岐後の処理が独立しているのがポイント
    (ifなどの分岐の中にない)
    

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24. // ࣮ࡍʹಈ͔͢෦෼
    object Main extends App {

    import Say.say

    import SayOps._

    

    say(Hello(), Teacher("ʹΌΜ͜")) // ͜Μʹͪ͸ɻʹΌΜ͜ઌੜ

    say(Hello(), Friend("ϞϯςΟ")) // ΍͋ ϞϯςΟ

    say(Goodbye(), Teacher("ʹΌΜ͜")) // ʹΌΜ͜ઌੜɺ͞Α͏ͳΒ

    say(Goodbye(), Friend("ϞϯςΟ")) // ·ͨͶ ϞϯςΟ

    }

    

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25. 大きく5つの部分がある
    • A 分岐の要素となるデータの種類の定義
    • B インターフェイスの定義
    • C 分岐が自動生成される部分
    • D 動作を実装する部分
    • E 使う部分
    

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26. case class Hello()

    case class Goodbye()

    case class Teacher(name: String)

    case class Friend(name: String)
    A 分岐の要素となるデータの種類の定義
    

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27. // ݺͼग़ͨ͢ΊͷΠϯλʔϑΣΠε

    trait Say[A, B] {

    def say(a: A, b: B): Unit

    }

    

    // ෼ذΛࣗಈੜ੒͢ΔͨΊͷ৔ॴ

    object Say{

    def say[A, B](a: A, b: B)(implicit obj: Say[A, B]) = {

    obj.say(a,b)

    }

    }
    B インターフェイスの定義
    C 分岐が自動生成される部分
    

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28. // ࣮ࡍͷಈ࡞

    object SayOps {

    implicit val helloTeacherSay: Say[Hello, Teacher] = new Say[Hello, Teacher] {

    def say(self: Hello, target: Teacher): Unit = {

    println(s"͓͸Α͏͍͟͝·͢ɻ${target.name}ઌੜ")

    }

    }

    

    implicit val helloFriedSay: Say[Hello, Friend] = new Say[Hello, Friend] {

    def say(self: Hello, target: Friend): Unit = {

    println(s"΍͋ ${target.name}")

    }

    }

    

    implicit val goodbyeTeacherSay: Say[Goodbye, Teacher] = new Say[Goodbye,
    Teacher] {

    def say(self: Goodbye, target: Teacher): Unit = {

    println(s"${target.name}ઌੜɺ͞Α͏ͳΒ")

    }

    }

    

    implicit val goodbyeFriendSay: Say[Goodbye, Friend] = new Say[Goodbye,
    Friend] {

    def say(self: Goodbye, target: Friend): Unit = {

    println(s"·ͨͶ ${target.name}")

    }

    }

    }
    D 動作を実装する部分
    

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29. // ࣮ࡍʹಈ͔͢෦෼
    object Main extends App {

    import Say.say

    import SayOps._

    

    say(Hello(), Teacher("ʹΌΜ͜")) // ͜Μʹͪ͸ɻʹΌΜ͜ઌੜ

    say(Hello(), Friend("ϞϯςΟ")) // ΍͋ ϞϯςΟ

    say(Goodbye(), Teacher("ʹΌΜ͜")) // ʹΌΜ͜ઌੜɺ͞Α͏ͳΒ

    say(Goodbye(), Friend("ϞϯςΟ")) // ·ͨͶ ϞϯςΟ

    }

    E 使う部分
    

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30. Haskellだと
    

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31. {-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}

    import Text.Printf

    

    data Hello = Hello

    data Goodbye = Goodbye

    data Teacher = Teacher String

    data Friend = Friend String
    A 分岐の要素となるデータの種類の定義
    おまじない
    

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32. 

    class Say a b where

    say :: a -> b -> IO ()

    B インターフェイスの定義
    

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33. instance Say Hello Teacher where

    say _ (Teacher name) = printf "͜Μʹͪ͸ɻ%sઌੜ\n" name

    

    instance Say Hello Friend where

    say _ (Friend name) = printf "΍͋ %s\n" name

    

    instance Say Goodbye Teacher where

    say _ (Teacher name) = printf "%sઌੜɺ͞Α͏ͳΒ\n" name

    

    instance Say Goodbye Friend where

    say _ (Friend name) = printf "·ͨͶ %s\n" name
    D 動作を実装する部分
    

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34. main = do

    say Hello (Teacher "ʹΌΜ͜")

    say Hello (Friend "ϞϯςΟ")

    say Goodbye (Teacher "ʹΌΜ͜")

    say Goodbye (Friend "ϞϯςΟ")
    E 使う部分
    

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35. シンプル
    

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36. Pythonでも…?
    

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37. def say(self, target):
    self で分岐できるのだから
    targetをselfにまとめればよい
    

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38. class HelloTeacher:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    def say(self):
    print("͜Μʹͪ͸ɻ%sઌੜ" % self.name)
    class HelloFriend:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    def say(self):
    print("΍͋ %s" % self.name)
    class GoodbyeTeacher:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    def say(self):
    print("%sઌੜɺ͞Α͏ͳΒ" % self.name)
    class GoodeByeFriend:
    def __init__(self, name):
    self.name = name
    def say(self):
    print("·ͨͶ %s" % self.name)
    A 分岐の要素となるデータの種類の定義
    D 動作を実装する部分
    

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39. def say(self):
    self.say()
    say(HelloTeacher("ʹΌΜ͜"))
    say(HelloFriend("ϞϯςΟ"))
    say(GoodbyeTeacher("ʹΌΜ͜"))
    say(GoodbyeFriend("ϞϯςΟ"))
    C 分岐が自動生成される部分
    E 使う部分
    

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40. デメリットはあるけど
    同じことはできる
    

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41. σʔλ ΠϯλʔϑΣΠε ੜ੒Օॴ ࣮૷
    1ZUIPO ඞཁ
    μοΫλΠϐϯά
    Ͱෆཁ
    ඞཁ ඞཁ
    4DBMB ඞཁ ඞཁ ඞཁ ඞཁ
    )BTLFMM ඞཁ ඞཁ ෆཁ ඞཁ
    

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42. ·ͱΊ
    

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43. 多相は引数の種類によって処理を変
    える機能と考えることができる
    Pythonではメソッドにselfがあるた
    め説明しやすい
    言語よっては第１引数のself以外で
    も処理を変えられる
    アドホック多相や型クラスで調べると出てきます
    

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44. できることはifなどをつかって
    表現できることと大差ない
    工夫しだいでは近いことができる
    無くても困らないけどあると便利
    

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45. コード
    • https://gist.github.com/eiel/
    089b705820ce1c83de22440a3252029d
    

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