【Topotal輪読会】JavaScript で学ぶ関数型プログラミング 4 章

JavaScriptで学ぶ
関数型プログラミング
第4章"高階関数
小式澤!篤!(@lastarrow21)
Topotal'輪読会
2015%02%11
KOSHIKIZAWA)Atsushi)(2015402411))第二回Topotal輪読会 1

出典
• JavaScriptで学ぶ関数型プログラミング
• Michael/Fogus/著
• 和田/祐一郎/訳
• O'REILLY/®/オライリー・ジャパン/出版

前置き

前置き
• 自由変数をわかりやすくするために、変数名を全て大文字表記
にしている
• 一般的なプログラミングスタイルでは推奨されない

（復習）
クロージャ
3.5.1%節

クロージャ
• プログラム内で環境を共有する仕組み
• スコープの実行完了後でも内部情報を保持し続ける関数
function makeAdder(CAPTURED) { // CAPTURED : 自由変数 (確保される変数)
return function(free) { return free + CAPTURED };
}
var add10 = makeAdder(10); // add10 が"10"を確保
add10(32); // => 42

4章"高階関数

高階関数
• 前提
• 第一級のデータ型である
• 次のうち、少なくともどちらか一方を満たす
• 引数として関数をとる
• 関数を戻り値として返す

高階関数
• 前提
• 引数として関数をとる"!"まずはここから考える

4.1$引数として関数を取る関数

引数として関数を取る関数
• 既に(4章よりも前に)登場している
• _.map、_.reduce、_.filter
• 関数を引数に取ることに関して、もう少し詳しく考える

4.1.1$関数を渡すことを考える
max、finder、best

「関数を渡す」と何ができるのか
• 配列などから最大値を返す関数"_.max
console.log(_.max([1, 2, 3, 4, 5]));
// => 5
• 第二引数に、関数を渡すことができる"!"高階関数
var people = [{ name : "Fred", age : 65 },
{ name : "Lucy", age : 36 }];
console.log(_.max(people, function(p){ return p.age }));
// => {name : "Fred", age : 65}

_.maxの考察
• 関数を引数に取れる
• 任意のオブジェクト同士を比較する手段を提供している
• 関数を構築する上で有用
• 常に">"(大なり)を用いて比較している
• この制限により、本当に関数型であるとはいえない

「良い」値を返す関数finder
• 第1,$第2引数は関数
• 比較するデータから比較できるように値を作る関数
• 2つの値を比較して、そこから「良い」値を返す関数
• 第3引数は比較するデータを含むオブジェクトの配列

「良い」値を返す関数finderの実装
function finder(valueFun, bestFun, coll) {
return _.reduce(coll, function(best, current) {
var bestValue = valueFun(best);
var currentValue = valueFun(current);
return (bestValue === bestFun(bestValue, currentValue))
? best : current;
});
}
finder(_.identity, Math.max, [1, 2, 3, 4, 5]); // => 5

「良い」値を返す関数finderの他の用例
• プロパティ名ageを比較して最大のものを「良い」とする
finder(plucker('age'), Math.max, people);
// => { name : "Fred", age : 65 }
• プロパティ名nameの最初の文字がLであるものを「良い」とす
る
finder(plucker('name'),
function(x, y){ return (x.charAt(0) === "L") ? x : y },
people);
// => { name : "Lucy", age : 36 }

「良い」値を返す関数finderの考察
• 比較の仕方を関数で指定できる
• 様々なタイプの「最良の値を探す」関数を生成できる
• ロジックを複製している箇所がある
// finder関数内
return (bestValue === bestFun(bestValue, currentValue))
? best : current;
// 「最良の値を探す」bestFun関数内
return (x.charAt(0) === "L") ? x : y;

ロジックの複製を回避するために
• 最良の値を判定する関数は
• 最初の引数が2つ目の引数よりも良い場合にtrueを返す
• 渡された引数を比較できる形まで紐解く方法を知っている

よりエレガントな関数bestの実装
function best(fun, coll){
return _.reduce(coll, function(x, y){
return fun(x, y) ? x : y;
});
}
console.log(best(function(x, y){ return x > y; },
[1, 2, 3, 4, 5]));
// => 5

より良い値を探す関数の考察
• 2つの関数を引数に取る関数#finder
• ロジックの重複が発生した
• ロジックの重複を削除することに一般化した関数#best
• 引き締まった

より一般的な関数に作り直すには
4.1.2%関数を渡すことを更に考える

指定した回数だけ値を格納する関数!repeat
function repeat(times, VALUE) {
return _.map(_.range(times),
function() { return VALUE; });
}
repeat(4, "Major");
// => ["Major", "Major", "Major", "Major"]

関数!repeat!の考察
• とても素直な実装
• 「一般的な繰り返し」とは言えない

• 計算を繰り返したいことがある

• 計算を繰り返したいことがある
「値ではなく関数を使え」

繰り返し計算した結果を格納する関数!repeatedly
function repeatedly(times, fun) {
return _.map(_.range(times, fun);
}
repeatedly(3, function() {
return Math.floor(Math.random() * 10 + 1);
});
// => [1, 3, 8]

関数!repeatedly!の考察
• 関数を呼ぶことによって任意の値が格納されるようになった
• もちろん固定値も格納できる

repeatedly(3, function() { return "Odeley!"; });
// => { "Odeley!", "Odeley!", "Odeley!" }

repeatedly(3, function() { return "Odeley!"; });
// => { "Odeley!", "Odeley!", "Odeley!" }
• 引数に関係なく固定値を返す関数はよくある話
(詳しくは5章にて)

「値ではなく関数を使え」（再掲）

「値ではなく関数を使え」
• 関数"repeatedly"で、格納される値が関数によって任意に生成
されるようになった
• ただし、反復回数がいつもわかるとは限らない
// for文による例
for (let i = 2; i <= 1024; i = i * 2) {
console.log(i);
} // => 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024
// 10回繰り返された

さらに進化した関数!iterateUntil
• 第一引数"fun
• 格納する値を生成する関数
• 第二引数"check
• 繰り返しが終了すべき時にfalseを返す関数
• 第三引数"init

さらに進化した関数!iterateUntil
function iterateUntil(fun, check, init) {
var ret = [];
var result = fun(init);
while (check(result)) {
ret.push(result);
result = fun(result);
}
return ret;
}

iterateUntil!の使用例
iterateUntil(function(n) { return n * 2; },
function(n) { return n <= 1024; },
1);
// => [ 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 ]

関数!iterateUntil!の考察
• 繰り返し条件が関数"check"の結果依存になった
• 実質無制限
• 終了条件だけ知っている場合も用いれる
!!関数!repeatedly!の1段階上の存在となった

高階関数
• 前提
• 関数を戻り値として返す"!"次はこっち

4.2$他の関数を返す関数

今までの関数を返す関数
• makeAdder
• 自由変数と引数の和を返す関数を返す
• complement
• 引数にとった関数の真偽値判定が逆になる関数を返す
• plucker
• 引数にとった値をキーとして対応する値を返す関数を返す

定数を返す関数!always
• 関数"repeatedly"では引数を無視して値を返す関数を使った
• 定数を返す関数":"k"と呼ばれる
• ここでは"always"と呼ぶ
function always(VALUE) {
return function() { return VALUE; };
}

クロージャ使用上の注意!(1/2)
• 関数は常に唯一の値を生成する
• 自由変数VALUEに束縛された戻り値は常に等しい'[Braithwaite,'
'13]
var f = always(function(){});
f() === f(); // => true

クロージャ使用上の注意!(2/2)
• 新しく生成されたクロージャは、それぞれ異なる値を返す
var f = always(function(){});
var g = always(function(){});
f() === g(); // => false

関数!always!の使用例
• 無名関数の代わりに使うとコードがすっきりする
repeatedly(3, always("Odelay!"));
//=> [ "Odelay!", "Odelay!", "Odelay!" ]

関数!invoker
• 第一引数"NAME
• 第二引数のMETHODを実行する対象
• 第二引数"METHOD
• 実行するメソッド名

関数!invoker!の実装
function invoker (NAME, METHOD) {
return function(target /* args ... */) {
if (!existy(target)) fail("Must provide a target");
var targetMethod = target[NAME];
var args = _.rest(arguments);
return doWhen((existy(targetMethod) && METHOD === targetMethod),
function() {
return targetMethod.apply(target, args);
});
};
}

関数!invoker!の使用例
var rev = invoker('reverse', Array.prototype.reverse);
_.map([[1,2,3]], rev);
//=> [ [ 3,2,1 ] ]

関数!invoker!の考察
• invoker"が返す関数はクロージャ
• reverse"などを保持しておいて、後で使用する"(revの設定
データ)
• 関数"always"とは違って、特別な処理を行う関数を返す
• 関数型プログラミングでは、オブジェクトを引数に取ることを
好む

4.2.1%引数を高階関数に確保する
• Ques&on.*なぜ関数を返す関数を生成するの?
• Hint.*高階関数に渡す引数は、返される関数の設定項目
var add100 = makeAdder(100);
add100(38); // => 138
• makeAdder関数に100という値を設定したものをadd100とい
う名前に束縛した
• ここからは、変数を確保した関数を返す関数の話

4.2.2$大義のために変数を確保する

例!:!ユニークに文字列を生成する関数
素朴な実装の場合
function uniqueString(len) {
return Math.random().toString(36).substr(2, len);
};
uniqueString(10);
//=> liydklvjbk

ランダム文字列に接頭辞を付けたくなったら?
関数!uniqueString!を修正する
function uniqueString(prefix) {
return [prefix, new Date().getTime()].join('');
};
uniqueString("argento");
//=> "argento1356107740868"

また要件が変わった!
• 要件":"指定した文字列に連番をつけたもの
function makeUniqueStringFunction(start) {
var COUNTER = start; // suffixの開始番号
return function(prefix) {
return [prefix, COUNTER++].join('');
}
};

関数!makeUniqueStringFunction!の実行例
// 連番は0からスタート
var uniqueString = makeUniqueStringFunction(0);
uniqueString("dari");
//=> "dari0"
uniqueString("dari");
//=> "dari1"

オブジェクトによる!makeUniqueStringFunction!の
再実装
var generator = {
count: 0,
uniqueString: function(prefix) {
return [prefix, this.count++].join('');
}
};
generator.uniqueString("bohr"); // => bohr0
generator.uniqueString("bohr"); // => bohr1

オブジェクト!generator!の危険性
• count"プロパティに再代入すると"!
generator.counter = "gotcha";
console.log(generator.uniqueString("bohr"));
// --> bohrNaN

オブジェクト!generator!の改良
var omgenerator = ( function(init) {
var COUNTER = init;
return {
uniqueString: function(prefix) {
return [prefix, COUNTER++].join('');
}
}
})(0);
print(omgenerator.uniqueString("lichking-"));

オブジェクト!omgenerator!の考察
• COUNTER"の隠には成功した
• 非常に美しくない
• ECMAScript.next"では頑張っている
• makeUniqueStringFunction"のようにクロージャを使えば
美しい
• 参照透明性がない

参照透明性
• 関数が返す結果がその引数によってのみ左右されること
• makeUniqueStringFunction"が返す値は自身の実行回数依
存
• 何回呼び出したかは知ることは不可能
• 詳しくは7章で

「存在しない状態」
var nums = [1,2,3,null,5];
_.reduce(nums, function(total, n) { return total * n });
//=> 0
doSomething({ WhoCares: 42, critical: null });
//!!"

「存在しない状態」に備える関数!fnull
• 「存在しない状態」に対する防御のための関数
• fnull"の引数は関数と1つ以上のデフォルト値
• fnull"が返す関数の引数に"null"や"undefined"が混ざってい
たら、デフォルト値がかわりに用いられる
• デフォルト値の代入は、必要なときが来るまで遅延される

関数!fnull!の実装
function fnull(fun /*, default value */) {
var defaults = _.rest(arguments);
return function(/* args */) {
var args = _.map(arguments, function(e, i) {
return existy(e) ? e : defaults[i];
});
return fun.apply(null, args);
};
}

関数!fnull!の使用例(1)!:!数値 null
var nums = [1,2,3,null,5];
var safeMult = fnull(
function(total, n) { return total * n },
1, 1
);
_.reduce(nums, safeMult);
//=> 30
• nullはデフォルト値"1"に置換される

関数!fnull!の使用例(2)!:!設定オブジェクト
function defaults(d) {
return function(o, k) {
var val = fnull(_.identity, d[k]);
return o && val(o[k]);
};
}

関数!defaults!の利用
function doSomething(config) {
var lookup = defaults({critical: 108});
return lookup(config, 'critical');
}
doSomething({critical: 9});
//=> 9
doSomething({});
//=> 108

関数!fnull!の考察
• 危険な値(undefinedやnullなど)を気の利いたデフォルト値に
変更できる
• o[k] || someDefault$とか書かなくても良くなる
• doSomething$関数と離れた場所で引数のチェックを行える
• 引数の検証ロジックをカプセル化できた

4.3$すべてを結集
オブジェクトバリデータ

4.3$すべてを結集オブジェクトバリデータ
• 任意の基準に基いて妥当性を検証する
• 流暢なものがいい
• パーツから構成したい
• 発生したエラーを全て報告して欲しい

関数!checker
• 真偽値を返す関数を引数にとる
• false"が返ってきたら、エラーメッセージを追加する
• 真偽値を返す関数の"message"フィールドを探す

関数!checker!の実装
function checker(/* validators */) {
var validators = _.toArray(arguments);
return function(obj) {
return _.reduce(validators, function(errs, check) {
if (check(obj))
return errs;
else
return _.chain(errs).push(check.message).value();
}, []);
};
}

関数!checker!の使用例
• エラーメッセージが擬似メタデータとして付与された特殊用途
の検証用関数
• 一般的な解決方法ではないが、使える

関数!checker!の使用例
var alwaysPasses = checker(always(true), always(true));
alwaysPasses({}); // => []
var fails = always(false);
fails.message = "人生における過ち";
var alwaysFails = checker(fails);
alwaysFails({}); // => [ "人生における過ち" ]

message!プロパティを与えることの問題
• 検証用関数を生成する度に"message"を与えるのは面倒
• もとからある"message"プロパティを削除する可能性がある
• _message"としても良いが、今度は"_message"思い出さなけ
ればならない

関数!validator
• message"プロパティを与えることの問題を解決する高階関数
function validator(message, fun) {
var f = function(/* args */) {
return fun.apply(fun, arguments);
};
f['message'] = message;
return f;
}

関数!validator!の使用例
var gonnaFail =
checker(validator("ZOMG!", always(false)));
console.log(gonnaFail(100));
// => [ "ZOMG!" ]

検証用関数を分離して定義する利点
• 検証用関数にわかりやすい名前を付与できる
function aMap(obj) {
reutrn _.isObject(obj);
}
var checkCommand =
checker(validator("マップデータである必要があります", aMap));
checkCommand({}); // => []
checkCommand(42); // => [ "マップデータである必要があります" ]

流暢な検証関数
• 関数を返す関数に渡す引数は、返される関数の動作を「設定」
するもの
• 例:#必要なキーの単純なリストは美しく流暢
• hasKeys('msg', 'type')とか

関数!hasKeys!の実装
function hasKeys(/* 検証したいキーのリスト */) {
var KEYS = _.toArray(arguments);
var fun = function(obj) {
return _.every(KEYS, function(k) {
return _.has(obj, k);
});
};
fun.message =
cat(["Must have values for keys:"], KEYS).join(" ");
return fun;
}

関数!hasKeys!の特徴
• 自由変数"KEYS"を確保したクロージャが妥当性検証を行う
• hasKeys"関数は"fun"関数実行時の設定を行う

関数!hasKeys!の使用例
var checkCommand =
checker(validator("must be a map", aMap),
hasKeys('msg', 'type'));

checkCommand!の使用例
checkCommand({msg:0"blah",0type:0"display"});
//0=>0[0]
checkCommand(32);
//0=>0[0"マップデータである必要があります",0"Must0have0values0for0
keys:0msg0type"0]
checkCommand({});
//0=>0[0"Must0have0values0for0keys:0msg0type"0]

4.4#まとめ

高階関数の特徴!(再掲)
• 前提

4章"高階関数"まとめ
• 関数を他の関数に渡した
• iterateUntil"などを例に、関数に関数を渡したほうが良
い場合を示した
• 関数が関数を返す関数を定義した
• 予期しない値に対する防御策"fnull
• 強力な制約関数"checker,"validator,"hasKeys

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