磯野ー！関数型言語やろうぜー！

磯野ー！関数型言語やろうぜー！ 1/40

中の人@razon ● 角田裕樹id:razon ● 天領倉敷Scala 言いだしっぺ ● 岡山Javaユーザ会戦闘員A ● TDDBC岡山戦闘員D（くらい） ● ハッシュタグレイパー ● 普段はJavaとか ● Excel方眼紙爆発しろ 2/40

はじめにこのセッションは、関数型国家名古屋の影響をそれなりに受けています。そのため、「関数型言語＝静的型付けの関数型言語」となっておりますが、あらかじめご了承ください。 3/40

おしながき● 関数型言語とは？● どんな言語があるの？● 関数型言語のエッセンス 4/40

関数型言語とは？ 5/40

関数型言語とは？● 関数がファーストオブジェクト 6/40

関数型言語とは？● 関数がファーストオブジェクト ● 関数を変数に代入できる ● 関数の引数に関数型を指定できる ● 関数の戻り値に関数型を指定できる 7/40

どんな言語があるの？ 8/40

OCaml● Objective Caml● ML系● 中の人の関係で名古屋に使い手が多い 9/40

F#● OCamlの影響を強く受ける● .Net Framework上で動作● 実はOSS （Apache 2.0ライセンス） 10/40

Haskell● 純粋関数型言語 ● 遅延評価 ● 状態を持たない（変数への再代入ができない） 11/40

Scala● JVM上で動作（.Net向け実装も開発中）● オブジェクト指向と関数型のハイブリッド 12/40

関数型言語のエッセンス 13/40

文から式へ● 手続き型言語 ● 命令文を順に実行していく● 関数型言語 ● 式を組み合わせて処理を行う 14/40

文から式へ● ifやforも文ではなく式（値を返す）● 入力値から出力値へ、関数（式）を繋げて値を変換する 15/40

文から式へ 16/40

副作用● とある機能で、実行時に戻り値以外の何かしらの値を変更すること ● いわゆる破壊的操作 ● I/O 17/40

副作用● とある機能で、実行時に戻り値以外の何かしらの値を変更すること ● いわゆる破壊的操作 ● I/O class Clazz { var n = 0 def inc { n += 1 } // 副作用がある def sum(a: Int, b: Int) = a + b // 副作用がない } 18/40

副作用● 関数型言語では、原則として副作用が存在しないものとみなす ● ※非純粋関数型言語では破壊的操作を行えるが、極力行わないようにする 19/40

副作用● 副作用がない＝同じ引数の場合は必ず同じ結果となる（参照透過性） ● テストが容易になる ● 並列処理に向いている 20/40

再帰によるループ処理● forやwhileによるループには副作用がある →カウンタ変数や、計算結果を格納する変数 var count = 0 var result = 0 while (i < 10) { result += i i += 1 } 21/40

再帰によるループ処理● forやwhileによるループには副作用がある →カウンタ変数や、計算結果を格納する変数 var count = 0 var result = 0 while (i < 10) { result += i i += 1 }● 再帰によるループで副作用を取り除く def sum(i: Int): Int = if (i <= 0) i else i + sum(i - 1) 22/40

再帰によるループ処理● 再帰の階層が深くなるとスタックオーバーフローが発生する● 末尾再帰に書き直すことで、最適化が行われてスタックオーバーフローが発生しなくなる● 末尾再帰：関数の一番最後で自分自身を再帰呼び出しする関数 def sum(i: Int): Int = { def s(i: Int, acc: Int) = if (i <= 0) i else i + s(i – 1, acc + i) s(i, 0) } 23/40

型安全val year = 2011val month = 10year + month 24/40

型安全 val year = 2011 val month = 10 year + month● コンパイラはエラーを出さないが、正しい処理をしているか？ 25/40

型安全case class Year(year: Int) { def +(v: Year) = Year(year + v.year)}case class Month(month: Int) { def +(v: Month) = Month(month + v.month)}scala> Year(1) + Month(2)<console>:12: error: type mismatch; found : Month required: Year Year(1) + Month(2) ^scala> Year(1) + Year(2)res11: Year = Year(3) 26/40

One more thing... 27/40

関数型言語の深淵へ 28/40

モナド● 計算機科学におけるモナドとは、Eugenio Moggiによって提案されたモジュール性を持たせた表示的意味論の枠組みを言う。プログラムとはクライスリ射である、という要請からクライスリトリプル(Kleisli triple)というモナドと同値な関係にあるものが実際上は使われる。プログラミング言語のHaskellで用いられるものがよく知られている。● モナドの名称は、圏論のモナド（モノイド＋トライアド）に基づいており、ライプニッツのモナド（単子論）とは無関係である。 29/40

モナド 30/40

モナド● 誤解を恐れずに言うならば一種のイディオム（デザインパターン）● 入力値から出力値へ、式を組み合わせて処理を行っていく際に、式と式を繋げるための統一された仕組み 31/40

モナド● 「モナド則」というものを満たしている型同士は容易に式を繋ぐことができる● （かなり話は飛んで）モナドをよしなにして、参照透過性と保ちつつ状態を持ったり、入出力を取り扱ったりできる 32/40

One more thing... 33/40

関数型国家名古屋 34/40

関数型国家名古屋● 某名古屋の方の証言 35/40

まとめ● 魔法少女Scalaちゃんﾊｧﾊｧ● 名古屋は多分こわくない● Excel方眼紙爆発しろ！ 39/40

まとめ磯野ー！関数型言語やろうぜー！ 40/40

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by Ra Zon on Oct 21, 2011

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