Scalaz の Functor trait を初心者が実装してみた

Scalaz Advent Calendar の 10 日目の記事として書いています.

前回の記事 では Functor の構造について数学の定義を対比させながら書きました. 今日は Scalaz を使ったプログラムを書いて Functor の実装をしてみましょう.

準備

今回の実装をするために sbt で管理している Scala プロジェクトを作成しました. 同じ環境を作成して色々触ってみると楽しいと思います. 実際, 私は自分で実装してみて Functor の使い方がより分かるようになりました.

私は以下の環境で作業しました. (scala, scalaz は sbt で取得するので, sbt のバージョンさえ合っていれば同じ作業ができるはずです)

sbt 0.12.1
scala 2.10.0-M7
scalaz 7.0.0-M3
Giter8 0.4.5

Giter8 についてはこちらを参照してください. http://blog.twiwt.org/e/f12c0f

前置き

説明を簡単にするために implicit なものは使っていません. 対象を函手で写すときには, implicit conversion を使うと綺麗に書けるのですが, 今回はそこが本題ではないので敢えて使っていません.

今回は以下のページを参考にしました.

環境準備

g8 typesafehub/scala-sbt コマンドを実行して, パッケージ名など適宜答えていきましょう. scala のバージョンを聞かれたら 2.10.0-M7 としておいてください.

<project_root>/project/<project_name>.scala に sbt の設定を追加して, scalaz が利用できるようにします.

resolvers += "Typesafe Snapshots" at "http://repo.typesafe.com/typesafe/snapshots/",

libraryDependencies ++= Seq(
  "org.scalaz" % "scalaz-core" % "7.0.0-M3" cross CrossVersion.full
),

scalacOptions += "-feature",

initialCommands in console := "import scalaz._, Scalaz._"

実際のファイルは https://bitbucket.org/cocoatomo/scalazsample/src/e5efd3d7b750/project/ScalazsampleBuild.scala?at=default を見てください.

次に <project_root>/src/main/scala/<package_hierarchy>/なんとか.scala に以下の import 文を追加します.

import scalaz.Functor

ソースコードは https://bitbucket.org/cocoatomo/scalazsample/src/a451998f4f2fa9ab09771622a333e9dd9fbe64b9/src/main/scala/net/elliptium/Scalazsample.scala?at=default を見てください.

そして最後にコンソールに戻って sbt run コマンドを実行すると, scalaz-core の取得が行われ, プログラムが動きます. g8 コマンドの引数に typesafehub/scala-sbt を指定してプロジェクトを作成した場合, "Hello, <project_name>" メッセージが出力されるだけのプログラムになっているはずです.

作成する Functor

今回作成する Functor は Important という名前にします. 普通の「クラスの圏」から「重要なクラスの圏」への函手というイメージになります. 今回持ち上げる射の例として length というものを選びます. 図式を書くと以下のようになります.

              lift(length)
Important[String] → Important[Int]
       ↑                ↑
       ↑                ↑
       ↑                ↑
     String       →     Int
                length

length: String => Int 函数は名前の通り「文字列の長さ」を返すものです. Important という Functor は「2重にする」函手です. 実体は Tuple2 に似た case class で, toString をちょっとイジってあります. これはソースコードを見た方が理解が早いでしょう.

実装

Important

これが Important[T] の実装です.

case class Important[T](val value: T) extends Product2[T, T] {

  def _1: T = value
  def _2: T = value

  override def toString: String = value.toString + ", " + value.toString

}

このクラスのコンストラクタで「普通のクラス T 」を「重要なクラス Important[T] 」に持ち上げています. 図式の以下の矢印にあたります.

Important[String]    Important[Int]
       ↑                ↑
       ↑                ↑
       ↑                ↑
     String ...

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