2015/1/31 MVP Community Camp SendaiでのLT資料です。関数型ポエム。

1. 非関数型プログラマにおくる
データフロー図のすゝめ
真鍋俊之

2. まとめ
• 副作用のあるプログラムは複雑になりやすい
• 副作用が少ないプログラムは、
▫ モジュール性が高まる
▫ テストが簡単になる
▫ 並列化しやすくなる
• データフロー図を用いた設計を行うことで、副
作用の少ないプログラムができる、かも

3. 関数型プログラミング
• 副作用をできるだけ用いない
プログラミングスタイル
• 副作用とは、
▫ 「式の値を計算して求める(評価)」以外の動作
引用：Qiita「関数型言語」に関するFAQ形式の一般的説明
http://qiita.com/esumii/items/ec589d138e72e22ea97e

4. 副作用のない関数例
• int add ( int a, int b ) {
return a + b;
}

5. 副作用のある関数例
• int add ( int a, int b ) {
printf ( “%d”, a );
return a + b;
}
• 「 printf ( “%d”, a ); 」の行で
画面に出力している。
▫ 「画面に表示する」という副作用を含んでいる。

6. 副作用がないことで何が嬉しい？
• 関数の出力が入力にのみに依存する
(＝文脈によって、結果が変わらない)
▫ 関数の独立性が高い
▫ テスト、検証が容易
▫ 人が理解しやすい

7. オブジェクト指向と
関数型プログラミング
• 「オブジェクト指向は副作用の分割統治を、
関数型プログラミングは副作用の排除を
行うことで、モジュール性を高めようとしたと
考えられます。」
引用：なぜリアクティブプログラミングは重要か。
http://d.hatena.ne.jp/pokarim/20101226

8. 関数型プログラミングは難しい？
• 難しい話が多い
▫ 再帰関数
▫ 高階関数
▫ 参照透明性
▫ 遅延評価
▫ モナド
▫ 型推論

9. なぜ、データフロー図を使うのか
• 設計なので、関数型(プログラミング)言語を使
わない人でも利用可能
• 副作用のない関数を考える目的でも使える
処理データ データ

10. データフロー図の書き方
• データと処理を矢印でつなげる。
• 「データ⇒処理」はデータが処理の入力である
ことを示す
• 「処理⇒データ」はデータが処理の出力である
ことを示す
• 処理は副作用がないように、必要なデータはで
きる限り書く
処理
入力 出力
データ データ

11. データフロー図の何が嬉しいのか
• どの順序でデータを作ればよいか(≒処理順序)
が分かりやすくなる
• 並列に実行できるところが分かる
処理
処理
データ
データ
データ
データ
処理 データ並列に実行可能

12. 実例：ライフゲーム(1/2)
• 碁盤のような格子があり、一つの格子はセル（細胞）と
呼ばれる。
• 各セルには8つの近傍のセルがある (ムーア近傍)
• 各セルには「生」と「死」の2つの状態があり、あるセ
ルの次のステップ（世代）の状態は周囲の8つのセルの
今の世代における状態により決定される。

13. 実例：ライフゲーム(2/2)
• セルの生死は次のルールに従う。
• 誕生
▫ 死んでいるセルに隣接する生きたセルがちょうど3つあれば、次
の世代が誕生する。
• 生存
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが2つか3つならば、次の
世代でも生存する。
• 過疎
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが1つ以下ならば、過疎に
より死滅する。
• 過密
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが4つ以上ならば、過密に
より死滅する。

14. 実例：ライフゲーム(2/2)
• セルの生死は次のルールに従う。
• 誕生
▫ 死んでいるセルに隣接する生きたセルがちょうど3つあれば、次
の世代が誕生する。
• 生存
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが2つか3つならば、次の
世代でも生存する。
• 過疎
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが1つ以下ならば、過疎に
より死滅する。
• 過密
▫ 生きているセルに隣接する生きたセルが4つ以上ならば、過密に
より死滅する。
今のセルの状態と、
隣接する生きたセルの数で
次の世代の状態が決まる

15. 世界 次の世代の
世界
座標
セルの生死
隣接する生きている
セルの数
次の世代の
セルの生死
ルール
まとめる
隣接セル
見る
セルの
座標取得
セルの生死
を見る

16. まとめ
• 副作用のあるプログラムは複雑になりやすい
• 副作用が少ないプログラムは、
▫ モジュール性が高まる
▫ テストが簡単になる
▫ 並列化しやすくなる
• データフロー図を用いた設計を行うことで、副
作用の少ないプログラムができる、かも