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[Kotlin] はじめてのカリー化

カリー化とは、

複数の引数をとる関数を、引数が「もとの関数の最初の引数」で戻り値が「もとの関数の残りの引数を取り結果を返す関数」であるような関数にすること(あるいはその関数のこと)である。(Wikipediaより引用)

ということです。これがどういうことか、ということなんですが、まずはこんな感じの関数を考えます。

fun add(x: Int, y: Int): Int = x + y

この関数は以下のように使えますね。

fun main() {
  val a = add(2, 4)
  println(a)  // 6
}

この関数をカリー化すると、以下のように書けるということだと思います。

fun main() {
  val a = add(2)(4)
  println(a) // 6
}

上記のKotlinのコードは、実際に動くコードです。ちょっと見ただけではなんで動くのか不思議なコードなんですが、わかってしまえば「なるほど」という感じです。

手始めに、以下のコードを考えます。Kotlinでは、関数は第一級オブジェクトなのでした。そのため、変数に関数を代入し、関数を呼び出すことができました。例えば以下のコードでは、関数 fun(int: Int): Int = int + 1 を代入した increment(int) を呼ぶと、 int の実引数に対して int + 1 を評価した結果が返ります。

fun main() {
  val increment: (Int) -> Int = fun(int: Int): Int = int + 1
  println(increment(42)) // 43
}

なお、上記のコードはラムダを用いて以下のように書くこともできます。

fun main() {
  val increment: (Int) -> Int = { int: Int -> int + 1 }
  println(increment(42)) // 43
}

Kotlinでは関数は第一級オブジェクトなので、関数の返り値とすることも可能です。先ほど定義した fun(int: Int): Int = int + 1 を返す関数を以下のように定義することができます。返り値の型が (Int) -> Int となっていることに注意してください。

fun incrementer(): (Int) -> Int = fun(int: Int): Int = int + 1

この関数の返り値は関数になるので、返り値として返された関数を呼び出すことができます。

fun main() {
  val incrementer = incrementer()
  println(incrementer(42)) // 43
}

もちろん、一時変数に代入しなくても、返り値として返された関数を直接呼び出すことも可能です。

fun main() {
  println(incrementer()(42)) // 43
}

次に、 Int 型の引数を取り、 (Int) -> Int 型の関数を返す関数を考えます。

fun add(x: Int): (Int) -> Int = TODO()

(Int) -> Int 型の関数は、既に出てきました。 fun(int: Int): Int = int + 1 という感じで書けるのでした。add関数の場合は、この関数の引数を x に加えて返す関数となります。

fun add(x: Int): (Int) -> Int = fun(y: Int): Int = x + y

add関数の引数 x の実引数が fun(y: Int): Int = x + yx に束縛されて返されますので、例えば add(42) の返り値として返される関数は、42に対する加算( 42 + y )を行う関数になります。

fun main() {
  val addTo42 = add(42)
  println(addTo42(1)) // 43
  println(addTo42(100)) // 142
}

もちろん、この場合も、関数を一時変数に代入せずに直接呼び出すことができます。それが、冒頭に示した、以下のコードです。

fun main() {
  val a = add(2)(4)
  println(a) // 6
}

add関数をラムダで書き直すと、以下のようになります。

fun add(x: Int): (Int) -> Int = { y: Int -> x + y }

シグネチャをきれいにできるともっといいですが、とりあえずはKotlinで関数のカリー化をすることができました。

Reference

  1. カリー化 - Wikipedia(最終アクセス日:2022年2月10日)
  2. Kotlin Design Patterns and Best Practices Second Edition、Alexey Soshin(2022)、Packt Publishing

#Kotlin #Functional Programming

書いている人 😎

profile

茨城県つくば市在住のモバイルアプリケーションアーキテクト(Androidが得意です)。モバイルアプリのアーキテクチャ、自動テスト、CI/CDに興味があります。いわゆる「レガシーコード」のリファクタリング・リアーキテクチャが好きです。

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