コレクションと関数による関数型プログラミングの真価

命令型のプログラミングでは、制御（命令）フローを考え、そのフローにてデータをどのように変化させるかを考えますが、Scala では入力を出力に変換するという考え方にてロジックを組み立てていきます。

奇数を抽出する場合、命令型の考え方では、入力値をループにて回し、各要素について奇数かどうかを判定し、抽出結果に追加していく・・　のように命令フローとデータの状態について合わせて考えていく必要があります。

Saclaでは、入力値をどのように変換すれば出力値が得れれるかを考えます。奇数を抽出する場合、入力のリストを奇数かどうかの条件でフィルターをかければ結果が得られます。

object Sample extends Application {
  val s = List(1,2,3,4,5)
  println(s.filter(x => x % 2 ==1))
  println(s)
}

出力結果

List(1, 3, 5)
List(1, 2, 3, 4, 5)

奇数が抽出されました。ここで重要な点が2つあります。

関数型プログラミングでは、入力を出力に変換するロジックに集中でき、かつその変換による副作用が無いことが特徴で、堅牢なプログラミングが可能となる理由です。

remove は filter とは逆の働きをします。

List(1,2,3,4,5).remove(x => x % 2 ==1)

出力結果

List(2, 4)

奇数が抽出されました。

filter の引数には以下のようにisOddという関数を渡すことで読み下し易くすることもできます。

List(1,2,3,4,5).filter(isOdd)
def isOdd(x: Int) = x % 2 == 1

takeWhile はリストの要素先頭から見ていき、条件を満たさなくなるまでのリストを返却します。

val l = "across the universe".toList.takeWhile(c => c!=' ')
println(l)

空白が現れるまでの内容がリストとして得られます。

List(a, c, r, o, s, s)

map はリストの各要素を指定の方法で変換します。

val l = List(2,4,6).map(n => n / 2)
println(l)

出力結果

List(1, 2, 3)

文字列を単語に分割して、単語の数を数える

val s = "across the universe".split(' ').toList.map(_.length)
println(s)

出力結果

List(6, 3, 8)

その名の通り、sort。

val s = "across the universe".split(' ').toList.sort(_ > _)
println(s)

出力結果

List(universe, the, across)

reduceLeft はコレクションに対する操作を逐次的に行います。

val l = List(2,10,4,52,6).reduceLeft(_ max _)
println(l)

上記例では、List の要素の 2 と 10 を引数に関数を呼び出します。ここでは関数は max なので、大きい値の 10 が返却されます。次にこの結果の 10 と 4 を引数に max 関数が呼び出されていき、最終的にList中の最大値が得られます。

foldLeft は reduceLeft と同様ですが、初期値を与えられる点がことなります。

val l = List(1,2,3).foldLeft(10)(_ + _)

上記は初期値を10として、10 + 1 + 2 + 3 を計算し、16が結果として得られます。

Scala では入力元となるデータを用意し、そのデータをどのように変換したら出力が得られるか？を考えます。命令型プログラミングで考える制御構造やループについては考えないのです。つまり、変換のロジックのみに集中でき、副作用についても心配しなくてよくなるのです。