C#でわかる こわくないMonad
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C#でわかる こわくないMonad 2017.5.27 岐阜Sharp #gifsharp #fsharp
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C#でわかる こわくないMonad
- 1. C#でわかる こわくないM 2017.5.27 GIFSHARP #1 KOUJI MATSUI (@KEKYO2)
- 2. Kouji Matsui - kekyo • NAGOYA city, AICHI pref., JP • Twitter – @kekyo2 / Facebook • ux-spiral corporation • Microsoft Most Valuable Professional VS and DevTech 2015- • Certified Scrum master / Scrum product owner • Center CLR organizer. • .NET/C#/F#/IL/metaprogramming or like… • Bike rider
- 5. 事の始まり
- 6. 事の始まり
- 7. 事の始まり
- 11. Nullを安全になんとかしたい
- 12. Nullを安全になんとかしたい .NET Frameworkの進化: • Dictionary<TKey, TValue> : .NET 2.0で追加された。 • bool TryGetValue(TKey key, out TValue value) boolの判定を強制させることで、 失敗についてコード化させる。 が、モヤモヤする…
- 34. モナドを構成するもの モナドは、Optionだけではなく、様々な種類のものがありますが、 ある構造を「モナド」と呼ぶには、以下の構造を持っている必要が あります: • 型構築子 : 値の型をジェネリックとして受け取ることが出来る、 Option<T>型そのものの事です（.NET的に言うなら、オープンジェ ネリック型）。 • return関数 : Return関数の事です。Tの値をOption<T>に変換します • bind関数 : Bind関数の事です。Tの値を引数に取る関数を実行し、 Option<U>の値を返します Wikipedia [モナド（プログラミング）]
- 35. モナドを構成するもの 名称がぶれる事がある（returnをunitと呼ぶ場合など）のは、 処理系によって呼称がバラバラだからですが、モナドらしい構 造を持っていれば、名称自体は重要ではありません。 • Wikipediaでは、returnをunitとして説明しています。 • returnはHaskellのreturnから来ています。 • bindはflatMapと呼ぶ場合もあります。 ただし、会話するときには相手に通じないかもしれないので 注意したほうが良いでしょう。
- 39. モナドを構成するもの “DEF”と”GHI”を計算する式を「先に」bindして、そ の式を”ABC”のOptionにbindしている: (A bind B) bind C ←同じ→ A bind (B bind C)
- 42. Bindを正確に実装 UをジェネリックとしてOption<U>を 返す関数にする。 関数がOption<T>を返しても正しく マッチする。 • bind関数 : Bind関数の事です。Tの値を引数に取る関数を実行し、 Option<U>の値を返します
- 43. その他 “TryExecute”に対応するものを調べたところ、”Match”と呼称す ることがありました。 これについてはまた後で取り上げますが、とりあえず以降の サンプルはMatchと表記します。
- 47. 処理の連鎖 LINQで異なるところは: • Return(value)がnew[] { value } // 要素1個だけの配列の生成 • Bind()がSelectMany() // ネストしたリストのアンループ です。 ※最後の出力はMatchがないので、foreachで出力しています。 ※bindがflatMapと呼ばれる事から、SelectManyに近しい感じもします。
- 48. 処理の連鎖 意味を考えてみると: 1. 要素1個だけの配列: 配列のインスタンス（int[]）は常に存在し、要素が1個存在するか 又は存在しないか。 → 要素が1個存在する場合だけ処理 ≒ Nullではない場合だけ処理 Value Null [1] [0]
- 63. F#でのシーケンス ここではシーケンス式自体はあまり掘り下げませんが、F#はこの 「ブロックで囲まれた式」をビルトインで定義しています: •シーケンス向き（Seq<T>） : seq { … } •非同期処理向き（Async<T>） : async { … } •DBクエリ向き（IQueryable<T>） : query { … } そして、これらビルトインワークフロー以外にも: •独自の計算定義 : hogehoge { … } → コンピュテーション式
- 67. コンピュテーション式の導入 コンピュテーション式の利点: • C# LINQクエリ構文と比べ、より自然で適した文法にしやすい。 使用可能なキーワードが多い。 let, do, return, for..do, try..finally, use, yieldなど、大体網羅出来る • ビルトインワークフロー群と同じ手法で拡張でき、LINQの制約 に縛られない。 • バックエンドはほぼモナドそのまま。 「Computation Expressions」 https://docs.microsoft.com/en- us/dotnet/fsharp/language-reference/computation-expressions
- 73. モナドとは？ C#での、モナドの適用動機: • 正直、あまりない（だから知識共有されない？）。 • LINQの演算子がモナドっぽいけど、普段意識することはない。 • 文（Statement : voidな手続き）とは相性が悪い。Bindに渡す関数が 値を返せない。 F#での、モナドの適用動機: • 関数型プログラミング言語では一般的に使われる概念（？）。全て の式が値を返すので、自然に導入できる。 • コンピュテーション式で自然に拡張・記述しやすく出来る
- 76. 謝辞 • 「モナドの脅威」 matarillo.com http://matarillo.com/general/monads.php • 「もしC#プログラマーがMaybeモナドを実装したら」 gab_km http://blog.livedoor.jp/gab_km/archives/1361759.html • 「Optionに見るコンピュテーション式のつくり方」 bleis-tift http://bleis-tift.hatenablog.com/entry/how-to-make- computation-expression
- 77. 謝辞
- 78. Thanks join! The implementations --> GitHub: CSharpMonadic ◦ https://github.com/kekyo/CSharpMonadic/ My blog ◦ http://www.kekyo.net/