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Nerves Livebook(世俗派関数型言語Elixir)で始める関数型プログラミング〜ラズパイで楽しめるよ、ラズパイ持っていない人はPCで楽しめるよ(あ、Nervesはとれますけどね)〜

Last updated at 2022-08-17Posted at 2022-01-20

志士ハ溝壑ニ在ルヲ忘レズ、勇士ハソノ元ヲ喪フヲワスレズ

Advent Calendar 2022 21日目¹の記事です。
I'm ready for 12/25,2022
I'm looking forward to 12/25,2022
I can't wait for 12/25,2022
私のAdvent Calendar 2022 一覧。

Hey!
名乗るほどのものではありません。

elixir azure 愛で検索🔍してください。

はじめに

Elixirを楽しんでいますか

この記事は、LT資料です。
本日2022-01-21(金)に開催される「第二回関数型プログラミング（仮）の会」でLTをさせていただく予定です。

Nerves Livebookで、関数型プログラミングをはじめてみましょうという内容の記事です。

What are these?

とりあえず、今日のところは、そこんところは、
Elixirという世俗派関数型言語はIoTを楽しめて、はじめてやるならNerves Livebookがオススメ
とご理解くださいませ
ヨロシク

	私の感じ方、ざっくりとした説明
Elixir	世俗派関数型言語²。なんとなく知らない間にゆるふわで「アタシ、関数型言語でプログラミングしちゃってました」てな具合にプログラミングを楽しめます。
Phoenix	Webアプリケーションの開発を楽しめます
LiveView	高性能なバックエンド開発もリッチなフロントエンド開発もElixir一本で楽しめます！
Livebook	Jupyterに相当するもの。LiveViewを利用したアプリケーションの代表例ともいうべき金字塔。LiveViewを利用したアプリケーションのお手本であり、最高峰。
Nerves	ElixirでIoTを楽しめるフレームワークです。ナウでヤングでcoolなすごいやつです。(誤解を恐れずにいえば)Nervesは、Elixir専用OSです!!! sshで中に入ったら`iex>`~~しかできません~~だけができて一生Elixirだけを楽しめます
Nerves Livebook	Livebookは、Nervesの上でイゴきます³

Nervesにsshした時の様子

sshで中に入ったらiex>~~しかできません~~でElixirのプログラミングだけができて一生Elixirだけを楽しめます

環境構築ーーインストール〜使い方

環境構築と使い方を説明します。
簡単です。Very easyです。

Nerves Livebook

ファームウェアをダウンロード(.zipのほう)
Raspberry Pi Imagerをインストール
microSDカードにファームウェアを焼き込む
microSDカードをRaspberry Piに挿し込んで、LANケーブルも接続して電源ON
Passwordは、nerves
あとは、New notebookでもユー押しちゃいないよ(楽しむだけです)

動画にしたためております。

参考にしてください。

Raspberry Piは持っていないよ〜

Dockerをインストールしてください
https://github.com/livebook-dev/livebook の案内に従ってください

えっ！？、Dockerをインストールしたくない？、イメージのpullが面倒くさい？
そんな奥様に、
$\huge{朗報}$です。
私が全世界に公開しているものがあります。

https://livebook.autoracex.dev/

パスワードはenjoyelixirwearethealchemistsです。
どうぞご自由にお使いください。

デモ

ここからはNerves Livebookのデモをします。
以下のプログラムをコピペして実行します。
うまくイゴきます³ように
今朝はイゴいていました。本当です!!!

Lチカ

IoTのHello, Worldを楽しんでみます。

ON

{:ok, gpio} = Circuits.GPIO.open(18, :output)
Circuits.GPIO.write(gpio, 1)

OFF

{:ok, gpio} = Circuits.GPIO.open(18, :output)
Circuits.GPIO.write(gpio, 0)

温度湿度

温度湿度を測定してみます。

Seeedさんの製品を使いまして、手先が「不器用ですから」な私でもはめ込み式で電子工作を楽しめます。

defmodule Aht20.Reader do
  alias Circuits.I2C

  @i2c_bus "i2c-1"
  @i2c_addr 0x38
  @initialization_command <<0xBE, 0x08, 0x00>>
  @trigger_measurement_command <<0xAC, 0x33, 0x00>>
  @two_pow_20 :math.pow(2, 20)

  def read do
    {:ok, ref} = I2C.open(@i2c_bus)

    I2C.write(ref, @i2c_addr, @initialization_command)
    Process.sleep(10)

    I2C.write(ref, @i2c_addr, @trigger_measurement_command)
    Process.sleep(80)

    ret = I2C.read(ref, @i2c_addr, 7)

    I2C.close(ref)

    value(ret)
  end

  defp value({:ok, val}), do: {:ok, convert(val)}

  defp value(_), do: :error

  # ポイントはここです。温度・湿度の計算の元になる値はそれぞれ20bit取り出す必要があります
  # シフト演算なぞ必要ありません。必要なビット列をパターンマッチで取り出せます。
  defp convert(<<_state::8, raw_humi::20, raw_temp::20, _crc::8>>) do
    humi = Float.round(raw_humi * 100 / @two_pow_20, 1)
    temp = Float.round(raw_temp * 200 / @two_pow_20 - 50.0, 1)

    {temp, humi}
  end
end

Aht20.Reader.read()

パイプ演算子

上記は、Nerves Livebookとちょっとしたハードウェアが必要でした。
次はそういったものがなくても楽しめるプログラム例です。

"https://qiita.com/api/v2/items?query=tag:Elixir"
|> URI.encode()
|> Req.get!(finch_options: [pool_timeout: 50000, receive_timeout: 50000])
|> Map.get(:body)
|> Enum.map(& Map.take(&1, ["title", "url"]))

Qiita APIを使わせていただいて、Elixirタグがついた最新の記事を20件取得しています
|>はパイプ演算子と呼ばれるものです
- 前の計算結果を次の関数の第一引数にいれて計算をしてくれます

もし、Elixirにパイプ演算子がなく、途中で変数を使わずにワンライナー(来いよ…ライナー)的に書くと以下のようになります。

Enum.map(
  Map.get(
    Req.get!(URI.encode("https://qiita.com/api/v2/items?query=tag:Elixir"), 
      finch_options: [pool_timeout: 50000, receive_timeout: 50000]),
    :body),
  & Map.take(&1, ["title", "url"])
)

どちらがお好みですか?

ところでElixirってRubyっぽい？

Rubyに似ているとおもった方いらっしゃいませんか？
Yesです。
作者のJosé Valimさんは、次のようにおっしゃっています。

The main, the top three influences are Erlang, Ruby, and Clojure.

(https://cognitect.com/cognicast/120)

ちなみに、José ValimさんはRailsのご経験がある方ならみなさんご存知のDeviseの最初のコミッターです。

Wrapping up

Enjoy Elixir
Elixirの誕生日は、2012年5月24日です。
今年は2022年ですので、10周年を迎えます

iex> Date.diff(~D[2022-05-24], ~D[2022-01-21])
123

ひ・ふ・み

$\huge{Enjoy\ Elixir🚀}$

ご自宅にタンスの肥やしになっちゃったり、ホコリをかぶったままのラズベリーパイはございませんか？
Raspberry Pi OS(旧Raspbian)では物足りない方はいらっしゃいませんか？
Nerves Livebookを焼き込んで、エキサイティングな体験をぜひお手におとりください!!!
エキサイティングレジャー(山陽オート)です!!!
Very easyにはじめられます。

connpassにて求められていた「特に開発現場での関数型プログラミング的なテクニックの話を中心に募集します」について強引にまとめます。

Elixirはパターンマッチが強力です
- 特にIoTでよく使われるであろうビット列の取り出しをパターンマッチで行えるのは楽です
Elixirをはじめてみようとおもった方に、Nerves Livebookをオススメします
- ラズパイをお持ちでない方は、Livebookでお楽しみください
Nerves Livebookは、本当のプログラミング初心者にもオススメできるとおもっています
- 本当の初心者が詰まるポイントはたくさんあります
  - インストール
  - エディタのインストール・使い方
  - ターミナルの起動方法・使い方
- Nerves Livebookなら目移りもせずElixirに没頭できます!

2022年に流行る技術予想ーーそれは、Nerves Livebookです

Elixir

最後の最後に、Elixirについて紹介します。

|>でスイスイ、プログラミングしていくことができる素敵なプログラミング言語です
さっそくプログラムの例を示します
Qiita APIを使わせていただいて、Elixirタグがついた最新の記事を20件取得しています
ここでは雰囲気をつかんでいただければ大丈夫です

Mix.install [{:req, "~> 0.2.1"}]

"https://qiita.com/api/v2/items?query=tag:Elixir"
|> URI.encode()
|> Req.get!(finch_options: [pool_timeout: 50000, receive_timeout: 50000])
|> Map.get(:body)
|> Enum.map(& Map.take(&1, ["title", "url"]))

Webアプリケーションを楽しむなら

Phoenix

IoTを楽しむなら

Nerves

AIを楽しむなら

Nx + Livebook

もっとElixirのことを知りたい方へオススメの書籍

ドキュメント

英語のドキュメントを読むのがオススメです。
Elixir本体、周辺ライブラリすべて同じ形式で統一されています。
後発の強みだとおもいます。
実行例が豊富でほとんど英語は読まくても理解できます。

佐久間象山のつもりで読んでみましょう。
おのずとその意はわかるでしょう。

コミュニティ

elixir.jp Slack workspaceに参加してみてください
- マヂ、やさしい人ばっかりのコミュニティ
- あなたの困ったをきっと解決してくれるでしょう
NervesJP Slack workspaceでは、NervesやIoTが好きな愉快なfolksたちがあなたの訪れを歓迎します
たくさんのコミュニティがあります
- @nako_sleep_9h さん作の素敵な資料をご紹介します
- Elixirコミュニティの歩き方〜国内オンライン編〜

(@piacerex さん作 )

Elixirコミュニティに初めて接する方は下記がオススメです

Elixirコミュニティの歩き方－国内オンライン編－

https://speakerdeck.com/elijo/elixirkomiyunitei-falsebu-kifang-guo-nei-onrainbian

直近開催予定のイベント

その他、まだ開催案内はありませんが予定されているとおもわれるイベントです。

2022/01/26 08:30〜 kokura.ex ラジオ
2022/02/18 19:30〜 NervesJP 2月吉日の回

I organize autoracex.
And I belong to NervesJP, fukuoka.ex, EDI.
I hope someday you'll join us.

We Are The Alchemists, my friends!

Elixir = 不老不死の霊薬
Alchemist = 錬金術師のこと。Elixirというプログラミング言語の使い手はAlchemistと尊称されます。

俺たち~~ひょうきん族~~錬金族 !!!