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ソフトウェアエンジニアとして モナドを完全に理解する @jooohn1234
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Jun Tomioka @jooohn1234 Software Engineer at M3, Inc. ２歳になったつむぎ
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子育て世代の エンジニア あるある
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パパ
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モナド って なに？
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パパ モナドって なに？
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ソフトウェアエンジニアとして モナドを完全に理解する ● モナドはおおざっぱにいうと何者なのか ● モナドは本当は何者なのか ● モナドはなぜ愛されるのか
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ソフトウェアエンジニアとして モナドを完全に理解する ● モナドはおおざっぱにいうと何者なのか ● モナドは本当は何者なのか ● モナドはなぜ愛されるのか
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モナドの初見のイメージ やせいの モナド が あらわれた！▼
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モナドをちょっとググったとき モナドを理解する - 迷える者への手引き モナドはポケモン。 モナドのすべて モナドはメタファーではない モナドは、計算を表現する構造である。 絶対に理解出来ないモナドチュートリアル 「モナドは単なる自己関手の圏におけるモノ イド対象だよ。何か問題でも？」 圏論 アプリカティブファンクタ
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モナドをちょっとググった感想 なんかわかんな いけどすごい
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おおざっぱに いうと
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ソフトウェア エンジニア にとって
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モナドとは
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いい感じに flatMap できるやつ
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モナドは いい感じに flatMap できるやつ
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いい感じにflatMapできるやつの例
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例の flatMap に共通したシグネチャ F[A] => (A => F[B]) => F[B]
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ここでいうFは何者なのか ● 型パラメータを１つとる任意の高カインド型 ○ いわゆる「ジェネリックな型」 ● ここでいうFの例 ○ List, Option ○ Either[Error, ?] ■ LeftがErrorに固定されており、Right１つだけの型パラメータを取る ● ここでいうFではない例 ○ 型パラメータを取らない ■ Int, String, List[Int] ○ 型パラメータを取りすぎ ■ Either[?, ?]
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あらためて flatMap のシグネチャを確認 Option[String] => (String => Option[Int]) => Option[Int] Array[number] => (number => Array[string]) => Array[string]
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おおざっぱにいうとモナドは いい感じにflatMapできるやつ おおざっぱに 理解した
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ソフトウェアエンジニアとして モナドを完全に理解する ● モナドはおおざっぱにいうと何者なのか ● モナドは本当は何者なのか ● モナドはなぜ愛されるのか
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flatMapできるといっても、 F[A] => (A => F[B]) => F[B] の シグネチャであれば なんでもいいの？
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ちゃんというと、モナドは３点セット ● モナド３点セット (関数名はなんでもよい) ○ 高カインド型F ○ 関数その1 (flatMap): F[A] => (A => F[B]) => F[B] ○ 関数その2 (pure): A => F[A] ● さらにこの３点セットが、ある法則を満たすとき、こ れらはモナドである！ ○ この法則をモナド則という
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モナド則 (Monad Laws) ● 以下を満たす (ただし、a: A, f: A => F[B], fa: F[A], g: B => F[C]) ○ Left Identity ■ pure(a).flatMap(f) == f(a) ○ Righty Identity ■ fa.flatMap(pure) == fa ○ Associativity ■ fa.flatMap(f).flatMap(g) == f.flatMap(x => f(x).flatMap(g)) ● このへんがいい感じの部分 （ここではflatMapはメソッドの形で用いている。 )
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Optionモナドの例 ● Optionモナドの３点セット ○ 高カインド型F ■ Option ○ flatMap: (fa: F[A]) => (f: (A => F[B])) => F[B] ■ fa match { Some(a) => f(a) None => None } ○ pure: (a: A) => F[A] ■ a => Some(a) ● モナド則を満たすか確かめてみよう！ きがむいたらやろう
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ちゃんというと、モナドは モナド則を 満たす ３点セット
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モナド 完全に理解した
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ソフトウェアエンジニアとして モナドを完全に理解する ● モナドはおおざっぱにいうと何者なのか ● モナドは本当は何者なのか ● モナドはなぜ愛されるのか
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モナドがなんなのかは わかったけど、 それで何が嬉しいの？
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モナドは
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便利
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モナドは 便利
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モナドはネストをフラットにできる ● ネストしたnullable ○ 見るに堪えない
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モナドはネストをフラットにできる ● flatMapを用いてフラットにしたもの ○ F[A]の Aに対してネストした操作が綺麗にできる
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モナドは合成できる ● 別々のF[A], F[B]を合成して F[(A, B)]を作ることが できる ○ map は flatMap + pure で定義できる
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モナドは合成できる ● モナドの合成を意識したsyntax sugar ○ for (Scala), do (Haskell) ○ チェインのような形ではなく、合成する際は特にこのsyntax sugarが便利
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JSの非同期処理の進化との比較 JS非同期処理 Scalaの例 コールバック地獄 Promise.thenによる flatなチェイン async / await
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モナド(っぽいなにか) を扱う syntax sugar JS Scala 非同期処理のネスト async / await for 式 Optionalな値のネスト Optional chaining (合成、中身を別の関数の引数として渡す といった用途では使えない) for 式 ● モナドを意識したsyntax sugarを用意している言語では、各モ ナド (っぽいなにか) に対して一貫した記述ができる。 ● このシンプルさもモナドを愛される理由の１つ シンプルではある
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実用上は Optional chaining や async / awaitがあればそれ で十分なような気がするけど
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便利なモナドって 他にたくさんあるの？
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便利なモナドを一部紹介 ● Either[A, B] ○ 慣習的にRightにハッピーなケースを入れることが多く、 Either[Error, ?]の形でLeftを固定して使うことが多い。 ○ エラーハンドリングに便利。 これは 使いそう
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● State[S, A] ○ S => (S, A) のラッパー ■ Sを置き換えながらAを返す。 ○ パーサを書いたりするときに便利 ■ List[Token]を受け取り、処理後のList[Token]とparse結果Aを返す 便利なモナドを一部紹介 ふーん
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便利なモナドを一部紹介 ● モナドトランスフォーマー ○ 一部のモナドは別のモナドと組み合わせて別のモナドを構 成することができる。 ■ Transformer から、Tをsuffixとして、EitherT などとよぶことが多い ■ EitherT + State で 読み取り失敗する可能性のあるParser など ○ 名前にロマンがある
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使うかしらんけど 便利っぽい
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その他モナドが愛される理由（個人の感想） ● 数学・圏論由来の抽象化である安心感 ○ 正しい抽象化は思いの外むずかしい ○ “prefer duplication over the wrong abstraction” ■ https://www.sandimetz.com/blog/2016/1/20/the-wrong-abstraction ?duplication ● 困ったときに会話を煙にまくことができる ○ 「あっごめん、モナドのこと考えてた」 ■ 話を聞いてなかったときに ○ 「でもそれってモナド則満たしてるの？」 ■ 相手の主張がモナド則満たしてないなと思ったときに
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まとめ ● モナドを完全に理解した ○ モナドはモナド則を満たす３点セット ● モナドはモナドを愛する人に愛されている ○ モナドを意識した言語は美しいし便利だと思う人もいるし、 そんなの別にいらんという人もいる。 モナド完全に理解した