CoffeeScriptで遅延評価（もどき）を実装しよう
遅延評価をまねる
厳密に言えば、遅延評価は式の評価戦略 evaluation strategy のひとつだ。JavaScriptとかLuaは正格な評価を行い、Haskellは非正格な評価を行う。
正格な言語で非正格評価を真似る方法のひとつに、引数をすべてクロージャーでくるみ、使うときにcallする方法がある。これが一番簡単な方法だと思う。
CoffeeScriptやMoonScriptはアロー記法でクロージャーが書けるので、すごく簡単に実現できる。
# CoffeeScript # 正格 square = (x) -> x * x add = (x, y) -> x + y console.log square 42 console.log square add 12, 34 # 遅延 squareDelay = (x) -> x() * x() addDelay = (x, y) -> x() + y() console.log squareDelay -> 42 console.log squareDelay -> addDelay (-> 12), (-> 34)
引数の評価を遅延する関数は普通の関数と呼出し方が違うので、混同しないように関数名末尾にDelayを付け、遅延関数と呼ぶことにする。遅延関数の呼出し規約を次のように決めておこう。
- 引数をクロージャーで包み、引数無しで関数を呼び出すと値が取り出せるようにする。
- 返り値は、特にクロージャーなどで包まずに、そのまま返す。
普通の関数を遅延関数に変換する便利な関数も用意しておこう。
delayfunc = (obj, f) -> (args...) -> f.apply obj, (arg() for arg in args) console.log (delayfunc this, square)(-> addDelay (-> 12), (-> 34))
メモ化
遅延評価は先程の工夫で真似できるようになったが、このままでは引数が複数回評価されてしまう。解決の方法のひとつに、引数の評価回数が1回以下になるように遅延関数を実装する方法がある。
squareDelay = (x) -> x = x() x * x
しかし、遅延関数同士を組み合わせた時、評価される回数が1回以下になることを保証するのは難しい。
そこで、複数回評価されると困るような場合には、メモ化を行うことにする。メモ化は一度評価した値を記憶しておき、後で再利用する。
メモ化するための関数 lazy を用意する。
lazy = (f) -> x = undefined return -> if x is undefined x = f() return x console.log squareDelay lazy -> addDelay (-> 12), (-> 34)
遅延データ構造
コンストラクターが遅延関数になっている遅延データ構造を作ってみよう。
class List constructor: (@head, @tail) -> isNil: -> @head is undefined forEach: (callback, thisObject) -> if not @isNil() if thisObject is undefined callback @head() else callback.call(thisObject, @head()) @tail().forEach(callback, thisObject) map: (f) -> if @isNil() new List() else new List (lazy => f @head()), (lazy => @tail().map(f)) take: (n) -> if n <= 0 or @isNil() new List() else new List (lazy => @head()), (lazy => @tail().take(n - 1)) list = (elems...) -> return new List() if elems.length is 0 head = elems[0] new List (-> head), (lazy -> list.apply this, elems[1..])
forEachが呼ばれた段階になってからsquareMessageが呼び出されることを確認しよう。
squareMessage = (x) -> console.log 'squared ' + x x * x l = list(1, 2, 3, 4, 5).map(squareMessage).take(3) console.log 'l.forEach' l.forEach console.log
