JavaからScala、そしてClojureへ: 実務で活きる関数型プログラミング
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JavaプログラマこそScalaやClojureを試してみよう!
![lagénorhynque 🐬カマイルカ
(defprofile lagénorhynque
:id @lagenorhynque
:readings ["/laʒenɔʁɛ̃
k/" "ラジェノランク"]
:aliases ["カマイルカ" "🐬"]
:languages [Java Japanese ; native languages
Clojure Haskell ; functional languages
English français] ; European languages
:interests [programming
language-learning
law politics
mathematics])](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-2-320.jpg)
![Clojure
非オブジェクト指向・関数型言語
動的型付き言語
JVM言語
オブジェクト指向を嫌い関数型を志向したLisp
cf. +
;; 関数の定義
user=> (defn hello [x]
#_=> (println (str "Hello, " x "!")))
#'user/hello
;; 関数の呼び出し(適用)
user=> (hello "Clojure")
Hello, Clojure!
nil
clojure コマンド rebel-readline](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-21-320.jpg)
![Java: サンプルデータ
jshell> record Entity(int key, String x) {}
| created record Entity
jshell> final var entities = List.of(
...> new Entity(3, "a"),
...> new Entity(1, "b"),
...> new Entity(2, "c"),
...> new Entity(1, "d"),
...> new Entity(1, "e")
...> )
entities ==> [Entity[key=3, x=a], Entity[key=1, x=b],
Entity[k ... x=d], Entity[key=1, x=e]]](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-24-320.jpg)
![Java: 命令型(imperative)のアプローチ
jshell> final var keyToEntities =
...> new HashMap<Integer, List<Entity>>();
...> for (final var e : entities) {
...> final var es = keyToEntities.getOrDefault(e.key(),
...> new ArrayList<Entity>());
...> es.add(e);
...> keyToEntities.put(e.key(), es);
...> }
keyToEntities ==> {}
jshell> keyToEntities
keyToEntities ==> {1=[Entity[key=1, x=b], Entity[key=1, x=d],
Entity[key=1, x=e]], 2=[Entity[key=2, x=c]],
3=[Entity[key=3, x=a]]}](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-25-320.jpg)
![Scala: サンプルデータ
scala> case class Entity(key: Int, x: String)
// defined case class Entity
scala> val entities = Seq(
| Entity(3, "a"),
| Entity(1, "b"),
| Entity(2, "c"),
| Entity(1, "d"),
| Entity(1, "e"),
| )
val entities: Seq[Entity] = List(Entity(3,a), Entity(1,b),
Entity(2,c), Entity(1,d), Entity(1,e))](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-28-320.jpg)
![Scala: 関数型(functional)のアプローチ
scala> entities.
| groupBy(_.key).
| view.
| mapValues(_.length > 1).
| toMap
val res0: Map[Int, Boolean] = Map(1 -> true, 2 -> false,
3 -> false)](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-29-320.jpg)
![Clojure: サンプルデータ
user=> (def entities [#:entity{:key 3
#_=> :x "a"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "b"}
#_=> #:entity{:key 2
#_=> :x "c"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "d"}
#_=> #:entity{:key 1
#_=> :x "e"}])
#'user/entities](https://image.slidesharecdn.com/from-java-through-scala-to-clojure-220624084339-8f75b1ca/85/Java-Scala-Clojure-30-320.jpg)
JavaからScala、そしてClojureへ: 実務で活きる関数型プログラミング
- 2. lagénorhynque 🐬カマイルカ (defprofile lagénorhynque :id @lagenorhynque :readings ["/laʒenɔʁɛ̃ k/" "ラジェノランク"] :aliases ["カマイルカ" "🐬"] :languages [Java Japanese ; native languages Clojure Haskell ; functional languages English français] ; European languages :interests [programming language-learning law politics mathematics])
- 3. 1. 私と仙台 2. 私と関数型言語 3. Opt Technologiesと関数型言語 4. 関数型プログラミングの実践例 5. 関数型プログラミング的な発想
- 4. 私と仙台
- 7. 私と関数型言語
- 8. year event 2011 大学(法学部) 4年で初めてプログラミングに 少し触れる: SQL, Java 2012 前職の会社に新卒入社し、 Javaでの業務システム開発に携わり始める 2014 趣味で関数型言語に傾倒する: Haskell, Clojure, Erlang, Scala, OCaml, etc. 2015 Clojure, Haskell, Scalaの勉強会に参加する ようになり、のちの同僚とも出会う
- 9. year event 2016 オプトに中途入社し、 大規模なScala開発を経験する 2017 開発中のプロダクトの小さなバッチに Clojureを社内初導入する 2018 新規プロダクトのREST API実装にClojureを 採用する 2019 新規プロダクトのGraphQL API実装に Clojureを採用する 2021 開発チームを離れ、開発組織横断的な技術 マネジメント業務へ
- 11. 発表: at on 2019/07/25 オプトでのClojure採用から普及の歴史⚔️について ジョーク成分多めに紹介 Clojurian Conquest Shibuya.lisp lispmeetup #78
- 15. 社内での関数型言語利用の歴史
- 18. 関数型プログラミングの実践例
- 19. Java オブジェクト指向・非関数型言語 静的型付き言語 JVM言語 関数型プログラミング関連機能が充実してきた cf. // メソッドの定義 jshell> void hello(Object x) { ...> System.out.println("Hello, %s!".formatted(x)); ...> } | created method hello(Object) // メソッドの呼び出し jshell> hello("Java") Hello, Java! jshell コマンド
- 20. Scala オブジェクト指向・関数型言語 静的型付き言語 JVM言語 オブジェクト指向に関数型が溶け込んだ言語 cf. // メソッドの定義 scala> def hello(x: Any): Unit = | println(s"Hello, $x!") | def hello(x: Any): Unit // メソッドの呼び出し scala> hello("Scala") Hello, Scala! scala コマンド
- 21. Clojure 非オブジェクト指向・関数型言語 動的型付き言語 JVM言語 オブジェクト指向を嫌い関数型を志向したLisp cf. + ;; 関数の定義 user=> (defn hello [x] #_=> (println (str "Hello, " x "!"))) #'user/hello ;; 関数の呼び出し(適用) user=> (hello "Clojure") Hello, Clojure! nil clojure コマンド rebel-readline
- 22. とあるプロダクトのJavaコード(抜粋) return mediaProcessLogDao.selectMediaProcessLogs(baseDate, modifiedEntities).stream() .map(this::normalizeTargetIndexIfAdvertise) .collect(Collectors.groupingBy(MediaProcessLogEntity::getKey)) .entrySet().stream().collect(toMap( Map.Entry::getKey, group -> { List<MediaProcessLogEntity> entities = group.getValue(); if (entities.stream() .allMatch(MediaProcessLogEntity::isEmpty)) { return true; } return entities.stream() .filter(e -> !e.isEmpty()) .allMatch(MediaProcessLogEntity::isImported); }));
- 23. 問題を単純化すると エンティティのリストをその要素のキーごとにグルー ピングし、個々のグループの値が特定の条件を満たす かどうかを表す対応表(マップ)がほしい。 どのようなプログラムに落とし込む?
- 24. Java: サンプルデータ jshell> record Entity(int key, String x) {} | created record Entity jshell> final var entities = List.of( ...> new Entity(3, "a"), ...> new Entity(1, "b"), ...> new Entity(2, "c"), ...> new Entity(1, "d"), ...> new Entity(1, "e") ...> ) entities ==> [Entity[key=3, x=a], Entity[key=1, x=b], Entity[k ... x=d], Entity[key=1, x=e]]
- 25. Java: 命令型(imperative)のアプローチ jshell> final var keyToEntities = ...> new HashMap<Integer, List<Entity>>(); ...> for (final var e : entities) { ...> final var es = keyToEntities.getOrDefault(e.key(), ...> new ArrayList<Entity>()); ...> es.add(e); ...> keyToEntities.put(e.key(), es); ...> } keyToEntities ==> {} jshell> keyToEntities keyToEntities ==> {1=[Entity[key=1, x=b], Entity[key=1, x=d], Entity[key=1, x=e]], 2=[Entity[key=2, x=c]], 3=[Entity[key=3, x=a]]}
- 26. jshell> final var result = new HashMap<Integer, Boolean>(); ...> for (final var entry : keyToEntities.entrySet()) { ...> result.put(entry.getKey(), ...> entry.getValue().size() > 1); ...> } result ==> {} jshell> result result ==> {1=true, 2=false, 3=false}
- 27. Java: 関数型(functional)のアプローチ ※ REPLでの行継続のため行末に. を置いている jshell> entities.stream(). ...> collect(Collectors.groupingBy(Entity::key)). ...> entrySet().stream(). ...> collect(Collectors.toMap( ...> Map.Entry::getKey, ...> group -> group.getValue().size() > 1 ...> )) $3 ==> {1=true, 2=false, 3=false}
- 28. Scala: サンプルデータ scala> case class Entity(key: Int, x: String) // defined case class Entity scala> val entities = Seq( | Entity(3, "a"), | Entity(1, "b"), | Entity(2, "c"), | Entity(1, "d"), | Entity(1, "e"), | ) val entities: Seq[Entity] = List(Entity(3,a), Entity(1,b), Entity(2,c), Entity(1,d), Entity(1,e))
- 29. Scala: 関数型(functional)のアプローチ scala> entities. | groupBy(_.key). | view. | mapValues(_.length > 1). | toMap val res0: Map[Int, Boolean] = Map(1 -> true, 2 -> false, 3 -> false)
- 30. Clojure: サンプルデータ user=> (def entities [#:entity{:key 3 #_=> :x "a"} #_=> #:entity{:key 1 #_=> :x "b"} #_=> #:entity{:key 2 #_=> :x "c"} #_=> #:entity{:key 1 #_=> :x "d"} #_=> #:entity{:key 1 #_=> :x "e"}]) #'user/entities
- 31. Clojure: 関数型(functional)のアプローチ user=> (update-vals (group-by :entity/key entities) #_=> #(> (count %) 1)) {3 false, 1 true, 2 false}
- 32. 考察: 命令型(imperative)のアプローチ 2種類の変数とfor文によるループ処理 変数やメソッドの命名、レイアウトなどの工夫を しないとコードの意図が埋もれがち 文(statement)が登場し、命令(コマンド)の並びとし て表現されている マップやリストが破壊的に更新されている: 可変 (mutable)データ 変数への再代入を封じる(Javaではfinal を付ける) だけでも安心感が高まる
- 33. 考察: 関数型(functional)のアプローチ リストをグルーピングし、マップの値を変換すると いう意図が関数/メソッドで表されている 引数で振る舞いを指定している: 高階関数 (higher-order function) 与えているのは無名関数(anonymous function)/ ラムダ式(lambda expression) cf. オブジェクト指向のStrategyパターン 関数型言語では汎用的で高機能な関数/メソッド が標準で充実している
- 35. 関数型プログラミング的な発想
- 37. イミュータビリティ(immutability; 不変性) 形容詞形: イミュータブル(immutable; 不変) 対義語: ミュータビリティ(mutability; 可変性)、 ミュータブル(mutable; 可変) もとのまま変化しない(させられない)性質 凍結するイメージ? 🧊 破壊的な更新操作(再代入、更新、削除)を提供せ ず、作成(初期化)し、取得する(読み取る)ことに 徹する
- 39. コンポーザビリティ(composability; 合成可能性) 形容詞: コンポーザブル(composable; 合成可能) 要素同士が組み合わせられる性質 LEGOブロックのイメージ? 🧱
- 40. 主なメリット 再利用性や拡張性が向上する 高凝集で疎結合な「モジュール」(ソフトウェア コンポーネント)に繋がる プログラミング言語に限らない例 Pipes & Filters Ports & Adapters (ヘキサゴナルアーキテクチャ) Single Responsibility Principle (SRP) ( によるプレゼン) UNIX哲学 Simple Made Easy Rich Hickey
- 42. Further Reading
- 43. コミュニティイベント : Haskell : Lisp系言語(Clojure, Common Lispな ど) : Elixir : Scala Haskell-jp Shibuya.lisp fukuoka.ex/kokura.ex/ElixirImp rpscala
- 44. 書籍 : Scala, Erlang, Clojure, Haskell cf. (原書続 編): Elixir, Elm, Idris Scala 『7つの言語7つの世界』 Seven More Languages in Seven Weeks 『実践Scala入門』 『Scalaスケーラブルプログラミング第4版』 『Scala関数型デザイン＆プログラミング』
- 45. Clojure cf. (原書第3 版) Haskell 『プログラミングClojure 第2版』 Programming Clojure, Third Edition Getting Clojure Clojure Applied 『［増補改訂］関数プログラミング実践入門』 『プログラミングHaskell 第2版』 『すごいHaskellたのしく学ぼう！』 『Haskell入門関数型プログラミング言語の基礎と 実践』