Haskell超入門 Part.2

 Nabe

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nabe256

 Haskellにおけるクロージャ

 Twitterの某発言から
› @rizumita: @nabetaro 関数型言語とかクロー
ジャとかが聞きたいです。話せる人がどれだけ
いるか分かりませんが…
› @nabetaro: 関数型言語というと、話したい人
がいるんじゃないかな〜(他力本願)
› @nabe256: Haskellで発表出来るかなぁ・・・

 Twitterの某発言から
› @rizumita: @nabetaro 関数型言語とかクロー
ジャとかが聞きたいです。話せる人がどれだけ
いるか分かりませんが…
› @nabetaro: 関数型言語というと、話したい人
がいるんじゃないかな〜(他力本願)
› @nabe256: Haskellで発表出来るかなぁ・・・
 そんな餌で俺様が釣られクマ――(AA略

 でもクロージャは
ふいんき(←なぜか変換できない)
だけしか知らない。
 なので、
関数型言語Haskellにおける
クロージャについて
それっぽい解説を。

 Haskellは初心者レベルです。
 クロージャは名前だけなら知ってるという
レベルです。
 色々調べてみましたが、間違いが含まれて
いる可能性が大いにあります。
 おかしな所があったら是非教えてください。

 クロージャ（クロージャー、closure、閉
包）はプログラミング言語における関数の
一種。引数以外の変数を実行時の環境では
なく、自身が定義された環境（静的スコー
プ）において解決することを特徴とする。
関数とそれを評価する環境のペアであると
もいえる。
(by Wikipedia)

 なにゆーてんの？

 典型的には、クロージャはある関数全体が
他の関数（以下、エンクロージャ）の内部
で宣言されたときに発生し、内部の関数は
エンクロージャのローカル変数（レキシカ
ル変数）を参照する。実行時に外部の関数
が実行された際、クロージャが形成される。
クロージャは内部の関数のコードとエンク
ロージャのスコープ内の必要なすべての変
数への参照からなる。
(by Wikipedia)

 なにそれ。おいしいの？

 クロージャは
関数内で一時的な関数を作るための仕組み。

 言葉で説明しても難しいので、
サンプルを作って考えてみる。
 普通の書き方から。

 割り算を計算する関数。
div :: Double -> Double -> Double
div x y = x / y

 引数を二つ取り、値を返す関数。

 使い方
ghci> div 4 3
1.3333333333333333

 式変形をしてみる。
 div’ x y = f
where
f=x/y
 使い方
ghci> div’ 4 3
1.3333333333333333

 div’ x y = f
where
f=x/y
 fは外側のdiv’関数(エンクロージャ)の中で
定義された一時関数(クロージャ)になる。
 クロージャはエンクロージャより外からは
参照出来ない。
 fからは、エンクロージャの値(x,y)を参照す
ることが出来る。

 引数付きの関数も作成可能。
 div’’ x y = f x y
where
fab=a/b
 使い方
ghci> div’’ 4 3
1.3333333333333333

 二次方程式の解の公式
 roots a b c =
((-b + sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a),
(-b – sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a))

 roots a b c =
((-b + sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a),
(-b – sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a))
 roots’ a b c =
((-b + det) / (2*a),
(-b – det) / (2*a))
where det = sqrt(b*b – 4*a*c)

 roots a b c =
((-b + sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a),
(-b – sqrt(b*b – 4*a*c)) / (2*a))
 roots’ a b c =
((-b + det) / (2*a),
(-b – det) / (2*a))
where det = sqrt(b*b – 4*a*c)
 共通部分をひとまとめにして、
見やすくする事が可能。

 Haskellではwhereとほぼ同じ機能を
持つものとしてletというものがある。
 whereの前と後を入れ替えたようなもの
なので、読みやすさや状況によって
使い分ける。
 恐らくwhereの方が一般的に使われている。
 同じ名前で関数定義すると、実際にどちら
が使われているのか分かりづらい。
混ぜるな危険。

 引数の一部だけ指定して定義。
 div x y = x / y
div4 = div 4
 ghci> div4 3
1.3333333333333333
 値を固定した関数を作る事が出来る。
 これもクロージャの一種。

 定義が必ずしも必要でない書き方。
 div’’’ = ¥x -> ¥y -> x / y
 使い方
ghci> div’’’ 4 3
1.3333333333333333
ghci> (¥x -> ¥y -> x / y) 4 3
1.3333333333333333
 同じような事が出来る。
 使い方によってはこれもクロージャの一種。

 言語によってクロージャの定義が
異なったりしています。
 解説者によっても
ばらつきがあるように見えます。
 Don’t think. Feel!

 引数を二つ取り、値を返す関数について。

 先程の割り算を計算する関数。
div :: Double -> Double -> Double
div x y = x / y

 引数を二つ取り、値を返す関数について。

 正確には、
引数を一つ取り、
[引数を一つ取り、値を返す関数]
を返す関数。

 正しい意味を解説すると難しい話に
なるので、ここでは説明はしない。

 引数や返り値について
もう少し詳しく知りたい人は
「Haskell超入門 Part.1」を見てみると
もしかしたらわかるかも。

 確実に理解したい方は、
もっと詳しく丁寧に説明しているサイトが
沢山ありますのでとりあえずググれ。

 先程のdiv関数に小細工。
 div xy=x/y
 div’’ x y = (/) x y
 div’’’ x = (/) x
 div’’’’ = (/)

 式変形によって値を消すことが可能。
 値が無い状態をポイントフリーと呼ぶ。
(ポイント＝値、変数、引数)
 いろんなテクニックがあるので奥が深い。
 ポイントフリーと部分適用を使うと
関数合成が自由に行える。
 ポイントフリーに限らず、式変形は面白い。
 詳細はとりあえずググれ。

Q.こんな時、どんな書き方をすれば良いか
わからないの。

Q.こんな時、どんな書き方をすれば良いか
わからないの。
A.ググればいいと思うよ。

 クロージャの説明が少なかったので
調べるのに苦労しました。
 わかりやすいサンプルが作れなかったのが
残念。
 Haskellは難しいけど楽しいです。

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