パターン(f .) . g
に従って定義されている関数をたくさん見てきました。例えば:
countWhere = (length .) . filter
duplicate = (concat .) . replicate
concatMap = (concat .) . map
これは何を意味するのでしょうか?
ドット演算子(つまり、_(.)
_)は 関数合成 演算子です。これは次のように定義されています。
_infixr 9 .
(.) :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
f . g = \x -> f (g x)
_
ご覧のとおり、タイプ_b -> c
_の関数とタイプ_a -> b
_の別の関数を取り、タイプ_a -> c
_の関数を返します(つまり、最初の関数を2番目の関数の結果に適用します) )。
関数合成演算子は非常に便利です。これにより、ある関数の出力を別の関数の入力にパイプすることができます。たとえば、Haskellで tac プログラムを次のように書くことができます。
_main = interact (\x -> unlines (reverse (lines x)))
_
あまり読みにくい。ただし、関数合成を使用すると、次のように記述できます。
_main = interact (unlines . reverse . lines)
_
ご覧のとおり、関数の合成は非常に便利ですが、どこでも使用できるわけではありません。たとえば、関数合成を使用してfilter
の出力をlength
にパイプすることはできません。
_countWhere = length . filter -- this is not allowed
_
これが許可されない理由は、filter
のタイプが_(a -> Bool) -> [a] -> [a]
_であるためです。 _a -> b
_と比較すると、a
のタイプは_(a -> Bool)
_であり、b
のタイプは_[a] -> [a]
_であることがわかります。 Haskellはlength
が_b -> c
_型(つまり_([a] -> [a]) -> c
_)であると想定しているため、これにより型の不一致が発生します。ただし、実際にはタイプ_[a] -> Int
_です。
解決策は非常に簡単です。
_countWhere f = length . filter f
_
ただし、その余分なぶら下がりf
が気に入らない人もいます。彼らはcountWhere
を pointfree スタイルで次のように書くことを好みます:
_countWhere = (length .) . filter
_
彼らはどうやってこれを手に入れますか?考えてみましょう:
_countWhere f xs = length (filter f xs)
-- But `f x y` is `(f x) y`. Hence:
countWhere f xs = length ((filter f) xs)
-- But `\x -> f (g x)` is `f . g`. Hence:
countWhere f = length . (filter f)
-- But `f . g` is `(f .) g`. Hence:
countWhere f = (length .) (filter f)
-- But `\x -> f (g x)` is `f . g`. Hence:
countWhere = (length .) . filter
_
ご覧のとおり、_(f .) . g
_は単に\x y -> f (g x y)
です。この概念は実際に繰り返すことができます。
_f . g --> \x -> f (g x)
(f .) . g --> \x y -> f (g x y)
((f .) .) . g --> \x y z -> f (g x y z)
(((f .) .) .) . g --> \w x y z -> f (g w x y z)
_
それはきれいではありませんが、それは仕事を成し遂げます。 2つの関数が与えられた場合、独自の関数合成演算子を作成することもできます。
_f .: g = (f .) . g
f .:: g = ((f .) .) . g
f .::: g = (((f .) .) .) . g
_
_(.:)
_演算子を使用すると、代わりに次のようにcountWhere
を記述できます。
_countWhere = length .: filter
_
興味深いことに、ポイントフリースタイルで_(.:)
_を書くこともできます。
_f .: g = (f .) . g
-- But `f . g` is `(.) f g`. Hence:
f .: g = (.) (f .) g
-- But `\x -> f x` is `f`. Hence:
(f .:) = (.) (f .)
-- But `(f .)` is `((.) f)`. Hence:
(f .:) = (.) ((.) f)
-- But `\x -> f (g x)` is `f . g`. Hence:
(.:) = (.) . (.)
_
同様に、次のようになります。
_(.::) = (.) . (.) . (.)
(.:::) = (.) . (.) . (.) . (.)
_
ご覧のとおり、_(.:)
_、_(.::)
_、および_(.:::)
_は_(.)
_の累乗です(つまり、_(.)
_の 反復関数 ) 。数学の数字の場合:
_x ^ 0 = 1
x ^ n = x * x ^ (n - 1)
_
数学の関数についても同様です。
_f .^ 0 = id
f .^ n = f . (f .^ (n - 1))
_
f
が_(.)
_の場合、次のようになります。
_(.) .^ 1 = (.)
(.) .^ 2 = (.:)
(.) .^ 3 = (.::)
(.) .^ 4 = (.:::)
_
これで、この記事の終わりに近づきました。最後の課題として、次の関数をポイントフリースタイルで記述しましょう。
_mf a b c = filter a (map b c)
mf a b c = filter a ((map b) c)
mf a b = filter a . (map b)
mf a b = (filter a .) (map b)
mf a = (filter a .) . map
mf a = (. map) (filter a .)
mf a = (. map) ((filter a) .)
mf a = (. map) ((.) (filter a))
mf a = ((. map) . (.)) (filter a)
mf = ((. map) . (.)) . filter
mf = (. map) . (.) . filter
_
これを次のようにさらに単純化できます。
_compose f g = (. f) . (.) . g
compose f g = ((. f) . (.)) . g
compose f g = (.) ((. f) . (.)) g
compose f = (.) ((. f) . (.))
compose f = (.) ((. (.)) (. f))
compose f = ((.) . (. (.))) (. f)
compose f = ((.) . (. (.))) (flip (.) f)
compose f = ((.) . (. (.))) ((flip (.)) f)
compose = ((.) . (. (.))) . (flip (.))
_
compose
を使用すると、mf
を次のように書くことができます。
_mf = compose map filter
_
はい、それは少し醜いですが、それは本当に素晴らしい気が遠くなるような概念でもあります。これで、\x y z -> f x (g y z)
の形式の任意の関数を_compose f g
_として記述できます。
これは好みの問題ですが、そのようなスタイルは不快だと思います。最初にそれが何を意味するのかを説明し、次に私が好む代替案を提案します。
演算子(f . g) x = f (g x)
の(f ?) x = f ? x
と?
を知っておく必要があります。これから私たちはそれを推測することができます
countWhere p = ((length .) . filter) p
= (length .) (filter p)
= length . filter p
そう
countWhere p xs = length (filter p xs)
.:
という関数を使用することを好みます
(.:) :: (r -> z) -> (a -> b -> r) -> a -> b -> z
(f .: g) x y = f (g x y)
次にcountWhere = length .: filter
。個人的には、これははるかに明確だと思います。
(.:
はData.Composition
およびおそらく他の場所でも定義されています。)