にこ、希と一緒に学ぶHaskell(番外)そのA「型クラスの定義と実装(Extra)」

Posted on 2017/05/27
Tags: [ラブライブ!で学ぶ] [にこ、希と一緒に学ぶHaskell] [Haskell]

にこ、希と一緒に学ぶHaskell(番外)について

希 & にこ「どうもこんにちは〜」

にこ「毎度おなじみ、Haskellerとして名の通ってる、みんなのニコニーです!」
希「東條希やで〜」

にこ「あなたのハートににこにこにー♪」
希「はーいぷしゅっ☆」

にこ「このコーナーですが、本編の補足、Haskellの面白い機能の紹介、などなどを進めていくニコ!」
希「ちょうど本編を読んでくれてるHaskell入門中の子には悪いんやけど、この企画のレベルは……そうやね、たまにだいたい中級くらいになります」
希「String, Text (Lazy/Strict), ByteString (Lazy/Strict)の関係がわかるとか、少しだけ言語拡張がわかるとかの人なら、Extra全部の記事を余裕で理解できると思うで♪」
にこ「ごめんねぇ♡ でもその分にこが笑顔をサービスしちゃうニコッ! にっこにっこにー♡」
希「もしわからない内容があっても、『へー、こんなことができるんだー』くらいで楽に読んでもらって構わへんで!

型クラスとインターフェースって、何が違うの? Extra

希「ということで、この記事は本編の補足記事、もとい余談になります」

希「本編で、ことりちゃんがこんなこと言ってたね」

り「たまに『型クラスはインターフェースに似ている』とか言われるんだ。 ……賛否両論が多数あるけどね」

にこ「正直にこは、型クラスとインターフェースって、抽象を表すってことくらいしか似てないと思うけど」
希「まあまあそれの議論は置いておいてや。 引っ込みがつかなくなっちゃうからね」

希「もうひとつの、インターフェースと型クラスの大きな相違点として、型クラスはthisに依存しないっていうのがあるよ」

希「以下にSingletonIntデータ型の定義と、そのMonoid型クラスのインスタンス定義を示すで」

import Data.Monoid (Monoid(..))

data SingletonInt = Zero
  deriving (Show)

-- class Monoid a where
--   mempty :: a
--   mappend :: a -> a -> a

instance Monoid SingletonInt where
  mempty = Zero
  Zero `mappend` Zero = Zero

main :: IO ()
main = do
  print $ Zero `mappend` Zero `mappend` mempty

-- vvv 出力 vvv
-- Zero

希「いくらか、まだ解説してない書き方をしちゃったね。 まあ後でことりちゃんが解説してくれるやろ」
にこ「……てきとうね」


にこ「希がてきとうすぎるから、少しだけ解説しておくわ」
にこ「importは別の言語とほとんど同じだし、察してちょうだい」
にこ「関数の中置記法っていうのは、2引数を持つ関数に対して与えられる糖衣構文よ。 通常の2引数関数呼び出しから、以下のように書き換えできるわ

-- 足し算
plus :: Int -> Int -> Int
plus x y = x + y

plus 10 2010 `plus` 20

にこ「最後に、$ね。 これは単なる1つの演算子にして、Haskellにとってすっっっっっっごい重要なものなの〜!」
にこ「ネストした可読性の悪い悪しき括弧から、$に書き換えることができるわ!」

print (show 10)
    ↓
print $ show 10

にこ「ネストがもう1つ深い例を見てみましょう」

print (show (20 - 10))
    ↓
print $ show $ 20 - 10

にこ「少しステップを踏んでみましょう」

   print (show (20 - 10))
=> print (show $ 20 - 10)  -- 深い括弧を書き換え。 (-)が演算されてから($)が演算される
=> print $ show $ 20 - 10  -- 一番右から処理される
=> print $ show 10
=> print "10"

にこ「こんな感じね」


import Data.Monoid (Monoid(..))

data SingletonInt = Zero
  deriving (Show)

-- class Monoid a where
--   mempty :: a
--   mappend :: a -> a -> a

instance Monoid SingletonInt where
  mempty = Zero
  Zero `mappend` Zero = Zero

main :: IO ()
main = do
  print $ Zero `mappend` Zero `mappend` mempty

-- vvv 出力 vvv
-- Zero

にこ「SingletonInt……0のみからなる集合なのね。 かなり自明なモノイドね」
希「モノイド……Monoidってゆーのは簡単に言うと、本編に出てきたMagmaに、ある数学的(代数的)な法則とmemptyを追加した抽象なんやけど」
希「今は別にモノイドについてわからなくってもええよ。 memptyに注目して欲しいな」

希「memptyって、関数じゃなくて値なんよ。 それを型クラスで要求するようにしてる」
希「対してJavaのインターフェースって、staticフィールドの実装を要求できないやん? だから少し歪になってしまうん。 ……ほらニコっち、Javaで書いてみて♪」

にこ「しょうがないわねえ。 にこってオシャレさんだからあんまりJavaみたいな言語って書かないんだけど〜、こんな感じかなぁ♪」
希「こら! 敵を作るような発言するんやないの!」

interface Monoid<T> {
	public T mempty();
	public T mappend(T x);
}

abstract class SingletonInt implements Monoid<SingletonInt> {
	@Override
	public SingletonInt mempty() {
		return new Zero();
	}

	@Override
	public SingletonInt mappend(SingletonInt x) {
		return new Zero();
	}
}

class Zero extends SingletonInt {
	@Override
	public String toString() {
		return "Zero";
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		SingletonInt x = new Zero();
		SingletonInt y = new Zero();
		SingletonInt result = x.mappend(y).mappend(x.mempty());
		System.out.println(result);
	}
}

// vvv 出力 vvv
// Zero

希「うん、いいね。 さすがニコっちやね」
にこ「まあこんなもんよ」
希「ほな、解説お願い」
にこ「はいはい。 ほら、ここを見て」

//                                         vv
SingletonInt result = x.mappend(y).mappend(x.mempty());

にこ「memptythisオブジェクトに紐付いちゃってるのよ。 これはさっき希が言ってた通り、インターフェースがstaticフィールドを要求できないことから来る歪みよ」
にこ「例えばもしこんなことができるなら、解決できるわね」

interface Monoid<T> {
	public static T mempty;
	public T mappend(T x);
}

abstract class SingletonInt implements Monoid<SingletonInt> {
	@Override
	public static SingletonInt mempty = new Zero();

	@Override
	public SingletonInt mappend(SingletonInt x) {
		return new Zero();
	}
}

//                                         vvvvvvvvvvvvv
SingletonInt result = x.mappend(y).mappend(SingletonInt.mempty);

にこ「まあ、正直それはインターフェースの範疇じゃないし、Javaは間違ってないと思うけど。 それでもモノイドはインターフェースではうまく表現できないことの1つだと思うわ」

のぞにこ

希「よしよし、上出来や♪」ナデナデ
にこ「ちょっと! 頭なでなでするのやめなさいよ! アイドルの髪は命なんだからね!」

希「よーし、スイーツ食べて帰るやでー」
にこ「あらいいわね、さんせー!」ニコッ

参考にしたページ



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