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【Go言語】関数にメソッドを定義する

はじめに

普段は Java を書いているエンジニアですが、最近興味があって Go 言語を勉強中です。メソッドについて調べていたら「関数にメソッドが定義できる1」という事に気付いたので、それを整理してみます。

最後に載せた例はジェネリクスが使えないと扱いにくいし、あまり Go 言語らしくない気がしています。なので、「Go 言語では一般的にこういうときに使う」とか、「そもそもあまり使い道ないよ」とかコメントで教えてもらえると嬉しいです。

メソッドの基本

基本構文
func (レシーバ) メソッド名(引数) {
  // 処理
}

Go言語のメソッドは、基本的には「レシーバが指定できる関数」です。
構造体を定義し、構造体をレシーバとするメソッドを定義することで、Javaなどのクラス のようなもの を作成することが可能です。

メソッドの例
type Person struct {
    name string
}

// Person 型にメソッドを関連付ける
func (p Person) Hello() {
    fmt.Printf("Hello, I'm %s.\n", p.name)
}

このように定義したメソッドは Person 型のオブジェクトに対して obj.Hello() のような形で呼び出すことができます。

p := Person{name: "Alice"}
p.Hello() // => Hello, I'm Alice.

ここで重要なことは、
Go言語のメソッドは 構造体 ではなく に関連付ける、
ということです。

いくつかの制限がありますが、レシーバに指定できるものは構造体に限りません。

レシーバに指定できるもの

公式ドキュメント によると、レシーバに対する条件は次の通り。

A receiver base type cannot be a pointer or interface type and it must be defined in the same package as the method.

「レシーバの基本型はポインタ型やインターフェース型でなく、メソッド定義と同じパッケージで定義された型でなければならない」とのこと。つまり、以下のような場合にはコンパイルエラーが発生します。

コンパイルエラーになる例
func (p **Person) pointerMethod() {
    // *Person が型宣言されていないのでコンパイルエラー
    // invalid receiver type **Person (*Person is not a defined type)
}

type PersonPointer *Person

func (p PersonPointer) pointerTypeMethod() {
    // ポインタ型なのでコンパイルエラー
    // invalid receiver type PersonPointer (PersonPointer is a pointer type)
}

type Greeter interface {
    Hello()
    Goodbye()
}

func (g Greeter) interfaceMethod() {
    // インターフェース型なのでコンパイルエラー
    // invalid receiver type Greeter (Greeter is an interface type)
}

func (t time.Time) anotherPackageMethod() {
    // 他のパッケージなのでコンパイルエラー
    // cannot define new methods on non-local type time.Time
}

逆に言えば、これら以外の場合はエラーにならないので、関数などにもメソッドを関連付けることが可能です。

関数にメソッドを関連付ける例
// 引数を一つ取り、戻り値がない関数型
type Consumer func(x interface{})

// 関数を適用する、というメソッドを定義
func (c Consumer) apply(x interface{}) {
    c(x)
}

// Consumer 型として関数宣言
c := Consumer(func(x interface{}) {
    fmt.Println(x)
})

// メソッド呼び出し
c.apply("hoge") // => hoge 

これだけだとなんの役に立つのかわかりませんが、たとえば次のような応用が考えられます。

応用例:メソッドチェーンで関数を合成する

コード: https://play.golang.org/p/aHs_FTOc0Er
Java の Function を参考に、関数の合成を行うメソッドを定義してみました。

// int 型を受け取り、int 型を返す関数型
type IntFunction func(x int) int

// 合成関数を返すメソッド
func (f IntFunction) AndThen(g IntFunction) IntFunction {
    // 「関数 f 、関数 g の順に適用する関数」を戻り値として返す
    return func(x int) int {
        return g(f(x))
    }
}

戻り値も func(x int) intIntFunction 型として返しているので、これはメソッドチェーンで繰り返し呼ぶことが可能です。

実行例
// 引数に 5 加える関数
func plusFive(x int) int {
    return x + 5
}

// 引数を二乗する関数
func square(x int) int {
    return x * x
}

// 引数を3倍する関数
func timesThree(x int) int {
    return x * 3
}

func main() {
    // f(x) = 3 * (x + 5) ^ 2
    f := IntFunction(plusFive).AndThen(square).AndThen(timesThree)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Printf("3 * (%d + 5) ^ 2 = %d\n", i, f(i))
    }
}

// 出力結果
// ------------------------
// 3 * (0 + 5) ^ 2 = 75
// 3 * (1 + 5) ^ 2 = 108
// 3 * (2 + 5) ^ 2 = 147
// 3 * (3 + 5) ^ 2 = 192
// 3 * (4 + 5) ^ 2 = 243
// 3 * (5 + 5) ^ 2 = 300
// 3 * (6 + 5) ^ 2 = 363
// 3 * (7 + 5) ^ 2 = 432
// 3 * (8 + 5) ^ 2 = 507
// 3 * (9 + 5) ^ 2 = 588

  1. 「関数 にメソッドが定義できる」の方が正確かもしれません。 

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