関数型プログラミング実践入門を読んで

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1. 関数プログラミング実践入門を読んで
2. 目的 関数型言語を学んでいるのだが、関数型言語の良さを説明できるレベル で理解していない。 関数型言語のメリデメを理解すれば今後の言語選定やコーディングに活 かせるのでは？
3. haskellの本
4. 目次 関数型言語とは何か 関数型言語は何が嬉しいのか？ scalaで活かす関数プログラミング
5. 関数型言語とは何か 関数型言語の文脈で言う「関数」について 「関数」とは 「与えられた入力の値のみから出力となる値をただ1つ決める規則」 数学的な意味での関数。副作用がない。 関数型言語とは 一般的には「関数が第一級(first class)の対象である言語」 first classであるとは、関数が値と同じように引数にできたり、変数に代 入したり、出力できること。
6. rubyも関数型言語？ 例えば、rubyではラムダ式をfisst classとして扱えるが… Functional Programming(関数プログラミング) → 関数にフォーカスしたプログラミングスタイル がやりやすいもの = 関数型言語 純粋関数しか許されない (純粋関数型言語) 高階関数、再帰関数、カリー化、クロージャなどが作りやすい
7. 関数型は何が嬉しいのか？ 最適化しやすい 並行化、並列化しやすい バグらせにくい ドキュメントが少ない コード量が減る
8. 最適化しやすい ・純粋関数型言語ならば、数学的な抽象化を用いた最適化ができる ・数学の世界の抽象化を利用するので、最適化後のコードが等価である ことが保証できる 例: a * b + a * d + a * e = a * (b + d + e)
9. 例：1からNまでの総和を求める関数 C言語の例： int totalFrom1To(int n) { int result = 0; for (int i = 1; i <= n; result += i++); return result; } Haskell: totalFrom1To n = sum . enumFromTo 1 n haskellでは1からnまでのリストを生成してsum。 見通しはいいが、一度リストを作る分無駄がある？
10. haskellの最適化：最適化された計算過程(n = 5) sum (enumFromTo 1 5) => 1 + sum (enumFromTo 2 5) => 1 + 2 + sum (enumFromTo 3 5) => 1 + 2 + 3 + sum (enumFromTo 4 5) => 1 + 2 + 3 + 4 + sum (enumFromTo 5 5) => 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + sum (enumFromTo 6 5) => 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 0 最適化すればリストを作らずに計算が進む
11. 最適化まとめ 見通しのよいコードは往々にして効率は悪い。 しかし純粋関数の組み合わせなら、数学の世界の変換法則を利用し等価 でより高速なコードへの変換の余地がある。 宣言的な記述で見通しの良いコード + 数学的抽象化を用いた最適化 の、いいとこどりができる
12. 並行化、並列化しやすい 純粋関数の組み合わせならば実行順にかかわらず安全性が保証される var t = f(); var s = g(); console.log(t + s); f, gは並列化できそうだが、もしgがfの中身に依存していたら、安易に並 列化できない f, gが純粋関数ならその心配がない ※ プログラマが注意すれば純粋関数で構成することもできるが、注意力 に頼らずともhaskellなら言語機能で純粋性を保証してくれる
13. バグらせにくい 型検査による安全性 java: nullチェックによるコードの複雑化、チェックぬけもれ scala：Option型によって不完全なコードを検査できる o match { case Some(s) => println(s) } → Noneの場合を書いていないとコンパイル時に警告
14. ドキュメントが少ない 関数型言語以外：コーディング規約やドキュメントが制約 関数型言語：強い制約を持った型が制約 型や言語機能としての制約がコーディング規約やドキュメントに ミスのリスクが減る （コーディング規約ではミスを防げない）
15. コード量が減る コードを宣言的にかけるので、javaなどの手続き型言語と比較し量が減 る。 C++やjavaと比較すると量は減ると思うが、rubyやpythonと比較す るとそれほどでもない。 動的型付け言語と比べると、型を書くことによる記述量増加もあ る。 haskellの場合、型定義、関数定義、関数合成の記述量が少ない。 → うまく関数プログラミングの書き方をすれば記述量は減る？
16. scalaにどう活かすか？ 関数型言語の利点を活かした書き方を取り入れる
17. 純粋関数を保つ なるべく純粋関数でコードを構成、副作用のあるコードは局所化 varではなくvalを使う。 再代入や副作用に起因するバグも局所化する テストしやすい
18. 高階関数と関数合成の使用 haskellでの関数合成 totalFrom1To n = sum . enumFromTo 1 n scala: 高階関数: flattern, map, flatMap, fold 関数合成：compose, andThen
19. パターンマッチを使う ifよりcase文を使う。 sealed trait + case文を使いパターンマッチ漏れを防ぐ sealed trait Answer case object Yes extends Answer case object No extends Answer scala> val x: Answer = Yes x: Answer = Yes scala> x match { | case No => println("No") | } <console>:12: warning: match is not exhaustive!
20. forを使う haskellモナド式に似た記法 square(m).flatMap(mm => square(n).flatMap(nn => Some(mm * nn))) → for { mm <- square(m) nn <- square(n) } yield mm * nn
21. まとめ 関数型言語の利点 最適化しやすい 並行化、並列化しやすい バグらせにくい ドキュメントが少ない コード量が減る 関数型言語の利点を生かしてよいよいコードを書こう