Pattern Matching in Ruby

http://sapporo.rubykaigi.org/2012/en/schedule/details/11.html

Transcript

1. Pattern Matching in Ruby Kazuki Tsujimoto Nomura Research Institute, Ltd.
2. 自己紹介 • @k_tsj • 好きな言語: Ruby/Scheme/Scala • CRubyコミッタ Self introduction Favorite languages: A CRuby committer
3. Ruby 2.0 2013/2/24 リリース予定 will be released
4. Ruby 2.0の位置づけ • まつもとさん曰く(2007) http://www.rubyist.net/~matz/slides/kobe07/index.html (Ruby 1.9を語る) Matz said Carrot Position of Ruby 2.0
5. 新しい人参が必要 • Multiple VM • JIT • 世代別/並列GC • … • パターンマッチ We need a new carrot Generational/Parallel GC Pattern matching
6. パターンマッチとは What is pattern matching
7. 辞書的定義 • データを検索する場合に、特 定のパターンが出現するかど うか、またどこに出現するか を特定する手法(Wikipedia) Dictionary definition Pattern matching is the act of checking a perceived sequence of tokens for the presence of the constituents of some pattern
8. ?
9. 多重代入 a, (b, c) = [1, [2, 3]] Multiple assignment
10. パターンマッチ Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, Array(b, c)) => ... } Pattern matching
11. 比較 a, (b, c) = [1, [2, 3]] Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, Array(b, c)) => ... } Comparing 多重代入 Multiple assignment パターンマッチ Pattern matching
12. 多重代入の問題点 1. Arrayに限定される Problems of multiple assignment Array only
13. 多重代入の問題点 a, (b, c), d = [1, [2, 3]] d #=> nil Problems of multiple assignment 2. 個数の確認等ができない Can not check number of items,etc
14. 多重代入の問題点 a, (b, c) = [1, [2, 3]] これが欲しい Problems of multiple assignment Need it 3. 途中の値が代入できない Can not assign nonterminal value
15. 多重代入の問題点 1. Arrayに限定される 2. 個数の確認等ができない 3. 途中の式を代入できない 分解機能が弱い 照合機能がない 代入機能が弱い Lack of deconstructuring mechanism No matching mechanism Lack of assignment mechanism Problems of multiple assignment
16. パターンマッチとは (多重代入 + α) + case 分解 + 代入 照合 Deconstructuring Assignment Matching Multiple assignment What is pattern matching
17. 他言語のパターンマッチ Language Support Type Paradigm Python Dynamic OOP Scheme (Library) Dynamic FP Java Static OOP Scala Static OOP+FP Haskell Static FP F# Static FP (C) 2012 Yusuke Kamiyamane. All rights reserved. / Fugue Icons Pattern matching in other languages OOP: オブジェクト指向プログラミング FP: 関数型プログラミング
18. Scalaにおける パターンマッチ Pattern matching in Scala
19. 基本的な使い方 Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, Array(b, c)) => Array(a, b, c) case _ => null } // => Array(1, 2, 3) Basic usage
20. 分解 • ArrayをArrayとして Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, Array(b, c)) => ... } Deconstructuring Array as Array
21. 分解 • ListをListとして List(1, List(2, 3)) match { case List(a, List(b, c)) => ... } Deconstructuring List as List
22. 分解 • StringをEMailとして "foo@example.com" match { case EMail(user, domain) => (user, domain) } //=> ("foo", "example.com") String as EMail Deconstructuring
23. 分解 • StringをEMailとして "invalid e-mail address" match { case EMail(user, domain) => (user, domain) } //=> MatchError String as EMail Deconstructuring
24. 分解 • StringをEMailとして "foo@example.com" match { case EMail(user, domain) => ... } #unapply String as EMail Deconstructuring
25. 分解 • StringをEMailとして object EMail { def unapply(str: String): Option[(String, String)] = { val parts = str split "@" if (parts.length == 2) Some(parts(0), parts(1)) else None } } String as EMail Deconstructuring
26. 分解 val re = """(¥d+)-(¥d+)-(¥d+)""".r // 正規表現オブジェクトの生成 "2012-09-15" match { case re(yyyy, mm, dd) => (yyyy, mm, dd) } // => ("2012", "09", "15") // Create a Regex object Deconstructuring
27. 照合 Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, Array(b, c), d) => null case Array(a, List(b, c)) => null case Array(0, Array(b, c)) => null } // => MatchError Matching
28. 代入 Array(1, Array(2, 3)) match { case Array(a, d @ Array(b, c)) => Array(a, b, c, d) } // => Array(1, 2, 3, Array(2, 3)) Assignment
29. Rubyにおける パターンマッチ Pattern matching in Ruby
30. pattern-match • Scalaのパターンマッチに似た機 能を実現するためのライブラリ – https://github.com/k-tsj/pattern-match – gem install pattern-match A Scala-like pattern matching library
31. 基本的な使い方 require 'pattern-match' match([0, [1, 2]]) { with(Array.(a, Array.(b, 2)) { [a, b] #=> [0, 1] } with(_[a, _[b, 2]]) { # 上記と同様 ... } } Same as above Basic usage
32. 基本的な使い方 proc = match { with(_[a, _[b, 2]]) { [a, b] } } proc.call([0, [1, 2]]) #=> [0, 1] 引数なし No argument Basic usage
33. 分解 • 分解するために必要なこと – Deconstructorのクラスに Deconstructableをincludeする – Deconstructorに deconstructメソッドを定義する with(Array.(a, b)) Deconstructor Deconstructuring What you need to deconstruct an object Include Deconstructable in a class of Deconstructor Define deconstruct method for Deconstructor
34. 分解 class Class include PatternMatch::Deconstructable end def Array.deconstruct(val) accept_self_instance_only(val) val end Deconstructuring
35. 分解 class Regexp include PatternMatch::Deconstructable def deconstruct(val) m = Regexp.new("¥¥A#{source}¥¥z", options).match(val.to_s) raise PatternNotMatch unless m m.captures.empty? ? [m[0]] : m.captures end end Deconstructuring
36. 照合/代入 match([0, [1, 2]]) { with(_[a, _[b, c], d]) => nil with(_[a, List.(b, c)]) => nil with(_[1, _[b, c]]) => nil } #=> NoMatchingPatternError Matching/Assignment
37. 照合/代入 • オブジェクトの比較は#=== match([0, 1]) { with(_[Fixnum, 1..10]) { true } with(_) { false } } #=> true Matching/Assignment Compare objects by #===
38. 照合/代入 • 繰り返し match([[0, 1], [2, 3]]) { with(_[_[a, b], ___]) { [a, b] #=> [[0, 2], [1, 3]] } } Matching/Assignment Repetition
39. 照合/代入 • 繰り返し match([[0, 1], [2, 3]]) { with(_[*_[a, b]]) { [a, b] #=> [[0, 2], [1, 3]] } } Matching/Assignment Repetition
40. 照合/代入 • AND(&)/OR(|)/NOT(!) match([0, [1]]) { with(_[(a & Fixnum), !(_[2] | _[3])]) { a #=> 0 } } Matching/Assignment
41. 照合/代入 • Hash.() –Destructuring Assignment(#6414) john = {name: "John", last: "Smith"} {name: n, last: l} = john n // => "John" l // => "Smith" Matching/Assignment
42. 照合/代入 • Hash.() –Destructuring Assignment(#6414) match({name: "John", last: "Smith"}) { with(Hash.(name: n, last: l)) { n #=> "John" l #=> "Smith" } } Matching/Assignment
43. 照合/代入 • Object.() –Duck typing style match(10) { with(Object.(:to_i => i, :to_s.(16) => s)) { [i, s] #=> [10, "a"] } } Matching/Assignment
44. 利用例(テキスト処理) birthday,fullname 2012/4/1,John Smith 2011/6/3,Jane Smith 2012/9/15,Pater Smith 2012/5/22,Mary Smith Year: 2012 Month: 1 - 6 Month: 4, Name: John, Last: Smith Month: 5, Name: Mary, Last: Smith Examples(Text processing) 入力 Input 出力 Output
45. 利用例(テキスト処理) • パターンマッチあり ARGF.each(&match { with(CSV.(Date.(2012, mm & 1..6, _), /(¥w+) (¥w+)/.(name, last))) { ... } with(_) { ... } }) Examples(Text processing) With pattern matching
46. 利用例(テキスト処理) • パターンマッチなし ARGF.each do |i| cols = CSV.parse_line(i) if cols.length == 2 date = Date.parse(cols[0]) rescue nil m = cols[1].match(/(¥w+) (¥w+)/) if date and date.year == 2012 and (1..6).includes?(date.month) and m mm = date.month name, last = m.captures ... Examples(Text processing) Without pattern matching
47. 利用例(ノード処理) doc = REXML::Document.new( '<ul><li>a</li><li>b</li></ul>' ) match(doc.root) { with(Element('ul', attrs, *Element('li', _, Text(txts)))) { txts #=> ["a", "b"] } } Examples(Node processing)
48. デザイン(文法) • match式を新設 • case式を拡張 • メソッド引数/ブロック引数 Design(Syntax) Add match expression Extend case expression Method parameters/Block parameters
49. デザイン(分解) • コンテキストに応じた分解 Time.gm(year, mon = 1, day = 1, hour = 0, min = 0, sec = 0, usec = 0) Time.(year, mon, day, hour, min, sec, usec) Time.(year, mon, day) Time.(hour, min, sec, usec) Design(Deconstructuring) Contextual deconstructuring
50. デザイン(照合) • 正規表現 match(["a", "b", 0, "c", "d"]) { with(_[*i, Fixnum, *j]) { [i, j] #=> [["a", "b"], ["c", "d"]] } } Design(Matching) Regular expression
51. デザイン(照合) • Mathematicaの例 Replace[{1, {2, 3}}, (* List *) {a_, {b_, c_}} -> (* Pattern *) {a, b, c}] (* {1, 2, 3} *) Design(Matching) Examples of Mathematica
52. デザイン(照合) • Mathematicaの例 Replace[{1, 2, 3, 4, 5}, {a___, b_, Shortest[c___]} -> {a}] (* {1, 2, 3, 4} *) Design(Matching) Examples of Mathematica
53. デザイン(照合) • Mathematicaの例 Replace[{1, 2, 3, 4, 5}, {a___, b_, c___}/;b>2 -> {a}] (* {1, 2} *) Design(Matching) Examples of Mathematica
54. デザイン(照合) • Setなどに対する照合 match(Set[1, 2, 3]) { with(Set.( ??? )) { ... } } Design(Matching) Matching against data structures like Set
55. まとめ • パターンマッチは非常に強力 • ぜひ実際にコードを書いてユース ケースを共有してください Conclusions You know the power of pattern matching We Code.