[Java] カリー化と部分適用

カリー化

カリー化を調べると、以下のように書いてあります。

カリー化 (currying, カリー化された=curried) とは、複数の引数をとる関数を、引数が「もとの関数の最初の引数」で戻り値が「もとの関数の残りの引数を取り結果を返す関数」であるような関数にすること（あるいはその関数のこと）である。
(中略)
カリー化は部分適用と混同されやすい[1][2]。

wikipedia：カリー化

つまり、以下の３つの概念（というのかな？）があるわけですよね。

• 部分適用
• 普通の関数をカリー化したもの
• 最初からカリー化された関数として作られたもの

準備

ためしに作ってみた。

こんなインタフェースがあるとして…。

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

interface F1<T, R> extends Function<T, R> {
    default R x(T t) {
        return apply(t);
    }
}

interface F2<T, U, R> extends BiFunction<T, U, R> {
    /** 部分適用 */
    default F1<U, R> x(T p1) {
        return p2 -> apply(p1, p2);
    }

    /** カーリー化 */
    default F1<T, F1<U, R>> currying() {
        return p1 -> p2 -> apply(p1, p2);
    }
}

interface F3<T, U, V, R> {

    R apply(T t, U u, V v);

    /** 部分適用 (1項目) */
    default F2<U, V, R> x(T p1) {
        return (p2, p3) -> apply(p1, p2, p3);
    }

    /** 部分適用 (2項目) */
    default F1<V, R> x(T p1, U p2) {
        return p3 -> apply(p1, p2, p3);
    }

    /** カーリー化 */
    default F1<T, F1<U, F1<V, R>>> currying() {
        return p1 -> p2 -> p3 -> apply(p1, p2, p3);
    }
}

そして、適当な「普通の関数」があるとします。

        // 0. 引数が3つの関数を作る
        F3<String, String, String, String> f = (s, e, v) -> s + v + e;

部分適用

部分適用とは、以下の 1-1. のような感じ。

        // 1-1. 部分適用する
        F1<String, String> partialFunction = f.x("[", "]");

        // 1-2. 部分適用した関数を使う
        String value1 = partialFunction.x("xyz");
        System.out.println(value1); // "[xyz]"

普通の関数をカリー化

普通の関数をカリー化するというのは、以下の 2-1. のような感じ。

        // 2-1. 普通の関数をカリー化する
        F1<String, F1<String, F1<String, String>>> curried = f.currying();

        // 2-2. カリー化した関数に部分適用する
        F1<String, String> sandwich1 = curried.x("{").x("}");
        // 2-3. 部分適用した関数をさらに使う
        String value2 = sandwich1.x("abc");
        System.out.println(value2); // "{abc}"

最初からカリー化されている関数

最初からカリー化されている関数を作るのは、以下の 3-1. のような感じ。

        // 3-1. 最初からカリー化されている関数を作る
        F1<String, F1<String, F1<String, String>>> g = s -> e -> v -> s + v + e;

        // 3-2. カリー化されている関数を使う
        String value3 = g.x("(").x(")").x("123");
        System.out.println(value3); // "(123)"