「やらなければならないこと」としてのHaskellのMonad

山本悠滋

2014-05-11

はじめまして！山本悠滋(@igrep) 25歳♂

Sansanという会社でRailsを触ってます。

Haskellの勉強会をツキイチでやってます！

今日話すこと・話さないことやたら難しいと言われるHaskellのMonadについて私なりの理解を説明してみます。

これ↓

class Monad m where return :: a -> m a (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b -- 以下略

圏論のモナドはよくわかりません！

「もう知ってるぜ！」という部分も多いかとは思いますがあしからず。

先に結論HaskellのMonadを「関数が値を返す度にやらなければならないこと」として捉えると、なんだかいろいろスッキリ理解できたよ！

Monadは型クラス（再掲）こんな感じのやつ↓

class Monad m where return :: a -> m a (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b -- 以下略

そもそも型クラスってまぁ言ってしまえば

JavaやC#などのinterface

Rubyのmix-inされるmodule

みたいなもの

=> 同じ振る舞いをする型達を、ひっくるめて扱う仕組み

型クラスのいいところ新しい型を作った時、必要なメソッドを定義しておくだけで、その型クラスに対して使える色々な関数が使える！

新しい型に固有な、新しい型のみに必要な処理は、必要な（未定義の）メソッドに全て押し込めちゃえばいい！

Monadの場合は？必要なreturnメソッドと(>>=)メソッドを定義しておくだけで！

do記法を使ったり、

いろいろできる！

新しいMonad（クラスのインスタンス）に固有な処理は、必要な（未定義の）メソッドに全て押し込めちゃえばいい！

ここで(>>=)を見てみましょう。(>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b

他の型クラスと同様、Monadも必要なメソッド(>>=)に、固有の処理を書くことで、抽象化している。

ここで(>>=)を見てみましょう。(>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b

例えば...Maybeでは、m aのaを(a -> m b)に渡すため、Just aなのかNothingなのかどうか判定している

Readerでは、m aのaを(a -> m b)に渡すため、関数に、足りない分の引数を与えている

Parserでは、m aのaを(a -> m b)に渡すため、与えられた文字列を消費している

ここで(>>=)を見てみましょう。(>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b

いずれも、m aのaを(a -> m b)に渡すために、必要な処理をそれぞれ持っている。

そして、(a -> m b)が返したm bをまた別の関数に渡すよう、必要な処理を繰り返している。

つまり！！Monadは(>>=)のm aのaを(a -> m b)に渡す部分に、やらなければならないことをすべて押し込んでいる！

(a -> m b)が値を返す度に、別の(a -> m b)な関数にMonadに包まれていない値を渡すために、やらなければならないことを(>>=)に任せている。

要するに！！(a -> m b)という型の、値を返す度に、やらなければならないことがある関数がいっぱいある時、Monadは役に立つ。

例えば！！「失敗したのかどうか、実行する度に確認しなきゃいけない」関数がいっぱいあるときは、=> Maybe Monad

「実行する度に、結果のログを追記しなきゃいけない」関数がいっぱいあるときは、=> Writer Monad

「実行する度に、入出力など、何かしら副作用のある計算をしなきゃいけない」関数がいっぱいあるときは、=> IO Monad

で、なにがうれしいの？「文脈だ！」とか、

「手続きだ！」とか、

「いやモナドだ！」とか、

いろいろとMonadを簡単に言い換える言葉は多く出てきたけど、どれも結構抽象的で、ピンと来なかった。

で、なにがうれしいの？それに対して「関数が値を返すたびにやらなければならないこと」だと、

少なくともわれわれプログラマはイメージしやすい（はず）。

あくまでも「型クラスとしてのMonad」の性質に即して説明できる。

「どう役立つか」説明できるので、メリットを感じさせやすい。

特に「毎回やらなければならないことを一箇所にまとめられる」と言えば、 コードのDRYさに敏感な人に効果がありそう。

「失敗系」とか「状態系」とかに分けなくていい。

まとめHaskellのMonadは型クラス

型クラスは、同じ振る舞いをする型達を、まとめて扱うために使用する。

Monadは「値を返すたびにやらなければならないこと」をまとめる。

こうして、おびただしい数のMonadチュートリアルの歴史に、 また一つ新たなページを刻んでしまうのであった...。