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Haskellのラムダ式に慣れたい！！

ラムダ式は、さまざまなプログラミング言語に登場します。
とくに、Haskellの場合、関数を中心に構成していくので、ラムダ式はとても重要な考え方です。

この記事では、

Haskellにおけるラムダ式の例を豊富に紹介します。
Haskellの基礎であるカリー化についても案内します。

上記特徴を求めている人はぜひ読んでみてください。

ラムダ式とは？

一言で表すならば、名前の無い関数です。

通常の関数定義：

add x y = x + y

これは次のようなラムダ式で書き換えることができます：

\x y -> x + y

この \x y -> x + y は、「xとyを引数に取り、x + yを返す関数」です。

ラムダ式を使ってみる

例1

リストへのmap

map (\x -> x * 2) [1, 2, 3]
-- => [2, 4, 6]

map はリストの各要素に関数を適用します。ここでは「2倍にする無名関数」を使っています。

例2

タプル (a,b) に対して、合計を計算する無名関数です。

map (\(a,b) -> a + b) [(1,2), (3,4)]
-- => [3, 7]

例3

フィルタで条件を絞る

filter (\x -> x > 10) [4, 12, 5, 18]
-- => [12, 18]

無名関数 \x -> x > 10 によって、10より大きい要素だけを選びます。

例4

リスト内包表記と合わせる

[ f x | x <- [1..5], let f = (\y -> y * y) ]
-- => [1,4,9,16,25]

f にラムダ式を入れて平方を計算します。

例5

map を使って、文字列のリストをすべて大文字に変換する。

map (\s -> map toUpper s) ["haskell", "fun"]
-- => ["HASKELL", "FUN"]

例6

filter とラムダ式で、偶数だけを取り出してみる。

filter (\x -> x `mod` 2 == 0) [1..10]
-- => [2,4,6,8,10]

ラムダ式をネストする

ラムダ式は入れ子にできます。

(\x -> (\y -> x + y)) 3 5
-- => 8

これは、x に 3 を適用し、その結果の関数に y = 5 を適用するという意味です。

例1

ネストされたラムダ式で x*y + z を計算する関数を定義する。

(\x -> (\y -> (\z -> x * y + z))) 2 3 4
-- => 10

x = 2
y = 3
z = 4
と順に適用され、最終的に 2 * 3 + 4 = 10 となります。

例2

条件に応じた分岐。引数 x の値によって分岐させています。

(\x -> if x > 0 then "positive" else "non-positive") 5
-- => "positive"

例3

無名関数を関数に渡す。

let applyTwice f x = f (f x)
applyTwice (\n -> n + 1) 5
-- => 7

例4

ネストしたラムダ式を使って、条件によって異なる関数を返す。

(\x -> (\y -> if x > y then x else y)) 5 8
-- => 8

カリー化とは？

Haskellでは、関数は1引数しかとらないのが基本です。複数の引数をとる関数は、関数を返す関数として表現されます。

たとえば：

add x y = x + y

これは実はこう解釈されます：

add = \x -> (\y -> x + y)

これがカリー化です。

カリー化とは、カリー化とは、複数の引数をとる関数を、引数を1つずつ受け取って“関数を返す関数”の連鎖に変換することです。

部分適用の例

add3 = add 3
add3 5
-- => 8

add 3 は \y -> 3 + y という関数になります。

カリー化は部分適用と非常に相性が良く、柔軟な関数設計を可能にします。