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- 5. 副作用とは？ 諸説あるが、 - プログラムの状態を変化させ、それ以降で得られる結果に影響を与えること - 変数の再代入 - 破壊的なメソッドの使用(これも内部的には変数への再代入をしている) - 本来想定している作用とは別に発生する作用 - 例外 (約束事「関数シグネイチャー」を無視するため) - 常に同じ値が返ってくるとは限らないこと - DBへの読み書きなどの I/O実行（プログラム外部の状態に依存している） - 乱数生成
- 6. 参照透過性と純粋関数 参照透過性とは - 同じ条件を与えれば必ず同じ結果が得られる性質 純粋関数とは - 参照透過性を持つ - 他のいかなる機能の結果にも影響を与えない（副作用を持たない） - 上記のような性質を持つ関数 関数型プログラミングでは、純粋関数を組み合わせて処理のパイプラインを構築していく ちなみに、参照透過性は関数のみならず、オブジェクトにも適用可能である。状態を持たない オブジェクトは、ある意味で純粋関数とみなせる
- 9. プログラミングの分かりやすさ - 再代入、破壊的なメソッドが使用しないことによるメリット - 変数束縛時点で値が決まる。そのため、変数束縛以降の処理を細かく追わなくて もよい - 例外が発生しないことによるメリット - メソッドシグネイチャー以外を考慮しなくてよい - 補足：関数型プログラミングでは従来例外として表現していたものを、文脈として 表現する。文脈として表現されたものは、例外と異なり、型レベルで対処を強要す るため、抜け漏れが無くなる - 常に同じ値が帰ってくることによるメリット - 結果を容易に推論できる
- 11. 並列処理のしやすさ - 状態を持っていると、スレッド間での取り回しが難しくなる スレッド1 スレッド2 参照 参照 更新 別スレッドの処理に影 響される スレッド1 スレッド2 参照値更新後の オブジェクト生成 別スレッドの処理に影 響されない 参照 参照 状態なし状態あり
- 13. 宣言型プログラミングとの関係 宣言型プログラミングは「対象の性質を宣言してプログラムを構成する」ことで特徴づけられ る。すなわち、出力を得る方法ではなく、出力の性質・あるべき状態を記述することを「宣言 型」と称する。（wiki） 関数型プログラミングは宣言型プログラミングの一部だとされている（wiki）が、そんな事はな いと思う（相性がいいのは認める） 関数型でも手続き的に書けるし、オブジェクト指向でも宣言的に書ける val users: Seq[User] = userRepository.getAll() // 出力する方法ではなく、出力の性質を記述している val longNameUser = users.filter(user => 10 < user.name.length)
- 15. 関数型のプログラミングテクニック
- 16. 再代入禁止 関数型プログラミングでは、代入ではなく、束縛を行う（宣言時以降変更されない場合、 束縛という） Scala では val、TypeScript では const、Java では final 修飾子で表現される
- 17. 再帰関数 for や while でのループは再代入を伴うため、関数型プログラミングでは使用されない （拡張 for 文は再代入が伴わないので、OK? ） その代わりに再帰関数で実現する（初めはとっつきにくいけど、慣れると for 文等より 理解しやすい） def sum(init: Long, from: Int, to: Int): Long = { if (from == to) init + to else sum(init + from, from + 1, to) } sum(0, 1, 10) // 55
- 18. 再帰関数の作り方 1. 必要な情報（関数シグネイチャー）を考える 2. 停止条件を考える 3. それ以外の場合の処理を考える def sum(init: Long, from: Int, to: Int): Long = { // ① if (from == to) init + to // ② else sum(init + from, from + 1, to) // ③ }
- 19. 末尾再帰最適化 再帰関数は普通に実装すると、スタックオーバーフローする可能性がある これを回避するため、言語によっては末尾再帰最適化に対応しているものもある 末尾再帰最適化とは、再帰関数内で再帰呼び出しを行う部分が関数で最後に評価さ れる場合、コンパイラが内部的に for や while に変換し、スタックオーバーフローしな いようにしてくれるというもの def sum(init: Long, from: Int, to: Int): Long = { if (from == to) init + to else sum(init + from, from + 1, to) // sum の呼び出しは最後に評価されるため、末尾再帰最適化対 象 }
- 21. 高階関数 再帰関数を使わなくちゃいけないのはわかったけど、毎回書くの面倒だよね そこで、map, foldLeft（reduce）ですよ for や while を使いたい場面には共通点がある - あるリストに対して、その全ての値を変換する場合 - リストの全ての要素を走査して、単一の値を算出する場合 こうした振る舞いを共通化したのが、map や foldLeft
- 22. map リストの map は、その全ての値を変換する処理を共通化したもの リストに格納されている値を受け取り、単一の値を返す関数を引数に取る (1 to 10).map(x => x * 2) // Vector(2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20)
- 23. foldLeft foldLeft（JavaScript とかだと reduce）は、リストの全ての要素を走査して、単一の値を 算出する処理を共通化したもの 初期値と、そこまでの累積値及びリストに格納されている値を受け取り、単一の値を返 す関数を引数に取る ※ちなみに Java の reduce は並行処理を許可する関係で、モノイド則を満たす型でし か使えないようなので注意 (1 to 10).foldLeft(0)((acc, x) => acc + x) // 55
- 24. 高階関数 map や foldMap のように、関数を引数に取る関数、もしくは関数を返す関数を高階関 数と呼ぶ
- 25. カリー化 カリー化とは、複数の引数をとる関数を、引数が「もとの関数の最初の引数」で戻り値 が「もとの関数の残りの引数を取り結果を返す関数」であるような関数にすること（ある いはその関数のこと）。（wiki） def add(x: Int, y: Int): Int = { x + y } // カリー化した場合 def add(x: Int)(y: Int): Int = { x + y } function add(x: number): (y: number) => number { // TypeScript では return y => x + y }
- 26. 部分適用 部分適用とは、カリー化された関数に一部のみ引数を適用すること。 これにより、処理の冗長性を排除できる def add(x: Int, y: Int): Int = { x + y } // 第一引数に必ず 1 が渡される場合 val test1 = add(1, 1) val test2 = add(1, 2) val test3 = add(1, 3) val test4 = add(1, 4) def add(x: Int)(y: Int): Int = { x + y } val add1 = add(1) _ // add1: Int => Int = <function> val test1 = add1(1) val test2 = add1(2) val test3 = add1(3) val test4 = add1(4)
- 27. まとめ 関数型プログラミングとは副作用を分離するプログラミングスタイルである 関数型プログラミングには以下のメリットがある - わかりやすい - テストしやすい - 並列処理しやすい 関数型プログラミングは関数型言語でなくてもできる 関数型プログラミングテクニック - 変数束縛 - 再帰関数と高階関数 - カリー化と部分適用