Javaへの関数的アプローチ

第1章. 関数型プログラミング入門

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Javaでより関数型プログラミングスタイルを取り入れる方法をよりよく理解するためには、まず、関数型言語とはどういう意味なのか、その基礎概念は何なのかを理解する必要がある。

この章では、ワークフローに関数型プログラミングスタイルを取り入れるために必要な、関数型プログラミングのルーツを探る。

何が言語を機能的にするのか？

プログラミング・パラダイムは、オブジェクト指向、関数型、手続き型など、言語を分類する総合的な概念であり、特定のスタイルでプログラムを構成し、問題を解決するために異なるアプローチを使用する方法を提供する。 ほとんどのパラダイムと同様に、関数型プログラミングには単一の合意された定義がなく、何をもって言語を関数型と定義するかについて多くの縄張り争いが行われている。 私自身の定義を述べる代わりに、何をもって言語を関数型とするかについて、さまざまな側面から見ていくことにする。

この概念は、1930年代に論理学者アロンゾ・チャーチによって考案された形式数学体系ラムダ微積分に根ざしている。¹ ラムダ微積分は、抽象的な関数とそれに変数を適用する方法で計算を表現するシステムである。 ラムダ微積分」という名前付けは、その記号にギリシャ文字の「λ」が選ばれたことに由来する： $\lambda$.

ラムダ微積分

3つの柱がLambda calculusの一般化概念の土台を築く：

抽象化

無名関数（Lambda）は単一の入力を受け付ける。

アプリケーション

抽象化は値に適用され、結果を作成する。 開発者の視点から見れば、それは関数またはメソッド呼び出しである。

β-リダクション

抽象化の変数と適用された引数の置換。

数学関数の宣言は次のようになる： $f=\lambda x.E$

このような宣言は複数の部分から構成される：

$x$

値を表す変数（引数）。

$E$

ロジックを含む式（用語）。

$\lambda x.E$

抽象化された、単一の入力を受け付ける匿名関数である。 $x$

$f$

その結果、抽象化された関数に引数を適用することができる。

これらの部分は、新しい関数型プログラミングスタイルの中核であるJavaのLambdaの実装方法と非常によく似ている。 例えば、2次関数の値を計算する関数の抽象化-。$\lambda x.x*x$-は、型を含めればJavaバージョンとほとんど同じである：

Function<Integer, Integer> quadratic =
  value -> value * value;

このコードは文脈を見れば自明だろうが、Lambda構文については第2章で詳しく説明する。

オブジェクト指向開発者として、あなたは命令型プログラミングに慣れている。一連のステートメントを定義することで、特定のタスクを達成するために何をすべきかをコンピュータに指示しているのだ。

プログラミング言語が関数型とみなされるためには、実際の制御フローを記述せずに計算のロジックを表現する宣言的なスタイルが実現可能である必要がある。このような宣言的プログラミングスタイルでは、プログラムで何を行うべきかではなく、結果やプログラムがどのように動作すべきかを式で記述する。

Javaでは、式は演算子、オペランド、メソッド呼び出しのシーケンスであり、計算を定義し、1つの値に評価する： ...