scalaで学ぶ関数型超入門

Scalaで学ぶ関数型言語超入門~関数型言語の魅力~

はじめに素数アルゴリズムで見るオブジェクト指向言語との違い

エラトステネスのふるい？

エラトステネスのふるい？• 素数を求めるときに使うアルゴリズム


• プログラミングの問題なんかによく出てくる


• プログラミングの問題なんかによく出てくる

• 古代ギリシャの数学者であるエラトステネスが考案したのでこう呼ばれている

←エラトステネス

内容

内容• 整数のリストに2からxまでの数字を入れます


• リストの先頭に行き、その数の倍数を振り落とす


• リストの先頭に行き、その数の倍数を振り落とす

• リストの先頭の値がxの平方根になるまで繰り返す

このように余計な数字を順番に振り落としていくわけです！

人間社会によく似ていますね！

では早速コードを見てみましょう！

Javaの実装例

少しごちゃごちゃしていますね・・・

Oh no!

ではこれをScalaで書くと？

Scalaの実装例

たったこれだけ！？

比較Java Scala

すばらしい！

なぜこんな簡潔に短く書けるのか気になりませんか？

空気読んで！

もちろん気になりますよね？

それではご説明致しましょう！関数型の世界へようこそ！

関数型言語について~関数型言語の種類や利点、特徴~

そもそも”関数型言語”ってなんぞや？

関数型言語とは！

関数型プログラミングに向いた特徴を持つ

プログラミング言語で、引数に関数を作用させて

計算を行う事から作用型言語とも言われる！

(Wikipediaより抜粋)

は？(^q^)

どういうこと？

関数型言語の特徴

関数型言語の特徴• 基本的に一度変数に値を入れると変更できない(イミュータブルな変数)


• 関数がファーストクラスオブジェクトである



• 高階関数



• 高階関数

• 関数の部分適用、カリー化



• 高階関数


• 遅延評価



• 高階関数


• 遅延評価

• Option型



• 高階関数


• 遅延評価

• Option型

• 再帰



• 高階関数


• 遅延評価

• Option型

• 再帰

• 型推論

関数型言語ってどんなんがあんの？

代表的な関数型言語

代表的な関数型言語• 純粋関数型言語


• Haskell • Miranda



• 非純粋関数型言語



• 非純粋関数型言語

• ML • Scala • OCaml • Erlang • Swift

じゃあ関数型言語を使うと何が嬉しいの？

関数型言語のメリットその1

実行時エラーが圧倒的に少ない

実行時エラーが少ない

実行時エラーが少ない• 基本的にコンパイル時にほとんどのエラーを検出してくれる


• Option型の使用によりぬるぽで落ちることはほとんどない！(多少意識してコーディングする必要はある)


• Option型の使用によりぬるぽで落ちることはほとんどない！(多少意識してコーディングする必要はある)

• 値が変更不可能、また関数が細かいのでバグが発見しやすい

関数型言語のメリットその2

コードが短くシンプルになる

コードが短くシンプルになる

コードが短くシンプルになる• 関数を処理毎に細かく分けそれをつなげたり合成したりしてプログラミングしていくので、コードが短くて済む

コードが短くシンプルになる• 関数を処理毎に細かく分けそれをつなげたり合成したりしてプログラミングしていくので、コードが短くて済む

• 上で説明したように大きな関数も細かい関数から成り立っているので、いくつか関数を理解すれば他の関数もスッと理解していく事ができる

関数型言語のメイン、関数について~関数と高階関数~

関数の特徴

関数の特徴• 同じ入力に対して必ず同じ出力を返す(原則)


• 関数は変数と同じく引数や戻り値にもできる(ファーストクラスオブジェクト) ←重要！


• 関数は変数と同じく引数や戻り値にもできる(ファーストクラスオブジェクト)

• また、変数に格納する事も関数同士を組み合わせて新しい関数を作る事も可能

Java(笑)などのオブジェクト指向言語のメソッドに比べて柔軟性が高い！

という事です！

じゃあ高階関数って？

後悔→

高階関数とは！

高階関数とは！• 引数に関数を取ったり、戻り値として関数を返す関数のこと

高階関数とは！• 引数に関数を取ったり、戻り値として関数を返す関数のこと

• List(配列みたいなもん)を操作するmap、filter、foreachなどが有名

今回はmapをご紹介したいと思います！

map関数とは！

map関数とは！• mapとは

“配列の中身を引数に取り(A型とします)B型を返す関数”

を引数に取りB型のコレクションを返す高階関数です

map関数とは！• mapとは

“配列の中身を引数に取り(A型とします)B型を返す関数”

を引数に取りB型のコレクションを返す高階関数です • 引数として与えられた関数を配列の要素一つ一つに適用

していきます

つまり・・・

“配列の中身を何かしら変化させる関数” という事ですね！

ではmapを使って配列の中身を全て2倍にして出力してみます！

（配列の中身を）

mapを使って配列の中身を2倍に

なんだかよくわかりませんね！ (^q^)

解説！

解説！• mapの中にある (v: Int) => v * 2 というのが引数として与えられている関数です

解説！• mapの中にある (v: Int) => v * 2 というのが引数として与えられている関数です

• この関数は数値を一つ引数に取り、その数値を2倍にして返します

図解map関数

は？(威圧)

returnが無いのになんで戻り値があんの？

returnについて

returnについて• Scalaをはじめとする関数型言語では関数の戻り値は

　”関数の中で最後に評価(実行)された値”となるので

return文は基本的に必要ないのです！

returnについて• Scalaをはじめとする関数型言語では関数の戻り値は

　”関数の中で最後に評価(実行)された値”となるので

return文は基本的に必要ないのです！　 • なので今回の場合は v * 2 がそのまま戻り値となります

まとめ

まとめ• 関数型言語は小さな関数を組み合わせてプログラムを作りあげていく！


• 関数の柔軟性が高いので複雑な処理もシンプルに書ける！



• コードの記述量が減る！




• 実行時エラーがほとんどない！





• 読みやすい！





• 読みやすい！

• 高階関数(というか考え方)はとても大事！

まとめ２

関数型言語(とくにScala)最高！ (☝ ՞ਊ ՞)☝ﾌｳｳｳｩｩｩ!!!ｗｗｗｗｗｗ

これを期にぜひ関数型言語を触ってみてください！

ご清聴ありがとうございました！

scalaで学ぶ関数型超入門

Engineering