概要
標準入力から改行区切りで2つの数を読み込み、最大公約数を出力するプログラムを題材にして、ポイントフリースタイルの練習を行います。
出典
出典は anarchy golf - Greatest Common Divisor です。
35byte が Haskell における最短コードらしいので、それを目指して頑張ります。
実装
単純な実装からポイントフリースタイルへ頑張って変換していこうと思います。
ナイーブな実装
まずは do 記法を使って単純に記述します。
main = do
x <- readLn
y <- readLn
print $ gcd x y
全く問題無いですね。
通常記法へ変換
do 記法は単なるモナドのシンタックスシュガーであるため、これを通常記法へ変換します。
まずは y の部分を>>=とラムダ式で書き換えてみます。
main = do
x <- readLn
readLn >>= (\y -> print $ gcd x y)
x も同様にラムダ式で書き換えてみます。
main = do
readLn >>= (\x -> readLn >>= (\y -> print $ gcd x y))
これで do が取れそうです。
main = readLn >>= (\x -> readLn >>= (\y -> print $ gcd x y))
無事に通常記法へとたどり着きました。
ラムダ式をポイントフリースタイルへ変換
関数的記述に変換することができたので、ポイントフリースタイルへ変換していきます。
基本的に括弧で括る -> $で括弧を外す -> .で関数合成という手順でポイントフリースタイル化は可能なようです。
\y -> print $ gcd x yをポイントフリースタイル化
まずは一番内側のラムダ式である\y -> print $ gcd x yをポイントフリースタイル化します。
これはすでに括弧が外れて$のみの状態ですので、print . gcd xとすれば良さそうです。
main = readLn >>= (\x -> readLn >>= (print . gcd x))
大丈夫でした。
\x -> readLn >>= (print . gcd x)をポイントフリースタイル化
今度は\x -> readLn >>= (print . gcd x)をポイントフリースタイルへと変換します。
見るからに強敵です。どうしたら良いのか全くわからないので、まずは演算子を括弧で括って通常の関数と見なしてみます。
とりあえず>>=を括りだしてみます。
main = readLn >>= (\x -> (>>=) readLn (print . gcd x))
まだまだどうしていいかわからないので、今度は.を括りだしてみます。
printとgcd xの合成をしているので、(.) (print) (gcd x)となる点に注意が必要です。
printとgcd xの間に$を置いておけば括弧は使わずに済みそうです。
main = readLn >>= (\x -> (>>=) readLn ((.) print $ gcd x))
さて、次ですが、(>>=)に注目すると、readLnと((.) print $ gcd x))の2引数を取る関数となっています。この間に$を置けば括弧が外せそうなので試してみます。
main = readLn >>= (\x -> (>>=) readLn $ (.) print $ gcd x)
なんと外せました。$にできたので、今度は.を使った関数合成にしてみます。
main = readLn >>= (\x -> (>>=) readLn . (.) print $ gcd x)
動きました。すでに難読すぎてヤバイですね。. (.)とか何だコレ……。
さて、次ですが、今回の変換でgcd xをしてから、(>>=) readLn . (.) print関数に渡すという意味になっているので、$を外して.による関数合成が使えそうです。
main = readLn >>= (>>=) readLn . (.) print . gcd
ｷﾀｷﾀｷﾀｷﾀ━━━(ﾟ∀ﾟ≡(ﾟ∀ﾟ≡ﾟ∀ﾟ)≡ﾟ∀ﾟ)━━━━!!
無事、ポイントフリースタイルへとたどり着きました……！
長かった……本当に長かった……！！
更なる高みへ
括弧で括られている演算子があるので、括弧を外して中置記法へ戻してみます。
正直何がなんだかわかりませんが、最初に結合するであろう右の方から見ていくと、(.) print . gcdで括弧付きの演算子が使われています。
(.)は2引数を取る関数とみなせるので、おそらくその右側には2つの引数が存在していると思います。
無理やり考えてみると、(.) (print .) gcdとなるということでしょうか。やってみます。
main = readLn >>= (>>=) readLn . (.) (print .) gcd
うわ、動いた。動いたので中置記法へ変換しておきます。
main = readLn >>= (>>=) readLn . (print .) . gcd
とりあえず1つ演算子の括弧を取り除くことが出来ました。
次は(>>=)を取り除きたいと思います。
(>>=) readLnの部分ですが、これは単純に2引数関数に部分適用した状態になんとなく見えるので、(readLn >>=)と書き換えてみます。
main = readLn >>= (readLn >>=) . (print .) . gcd
動いた……！
ゴルファーを目指して
ポイントフリースタイルとしては割りと完成形な気がしますが、35byte には到底及びません。
最初の目標に 35byte と書いた手前、ここでやめるわけには行かないので、短くする方法を考えてみます。
ぼんやり眺めてみると、readLn >>=というのが被っていますね。
よし、括りだしましょう！！
括りだしたいのですが、よく見るとこの関数、readLnという関数と(readLn >>=) . (print .) . gcdという関数が>>=の引数となっている状態なので、このまま置き換えることはできなさそうです。
$や括弧で区切りを入れて、括り出せそうな形に変形してみます。
main = (readLn >>=) $ (readLn >>=) . (print .) . gcd
動きました。
良い感じに(readLn >>=)という共通関数ができたので、それを定義して置き換えてみます。
r = (readLn >>=)
main = r $ r . (print .) . gcd
動きましたー！！あとは余分な空白を全て除去すれば……！
r=(readLn>>=)
main=r$r.(print.).gcd
35byte ｷﾀ━━━ヽ(∀ﾟ )人(ﾟ∀ﾟ)人( ﾟ∀)ノ━━━!!
まとめ
全ての基本は「括弧で括る -> $で括弧を外す -> .で関数合成」であると信じている。
ポイントフリースタイルへの道のりは険しく遠い。