第 10 章: 高階関数と関数合成¶

10.1 はじめに¶

第 3 部ではオブジェクト指向設計により FizzBuzz を構造化しました。この第 4 部では、Ruby の関数型プログラミング機能を使ってコードをさらに柔軟にします。

Ruby はオブジェクト指向言語ですが、ブロック・Proc・Lambda という強力な関数型プリミティブを備えています。本章ではこれらを使って FizzBuzz に高階関数と関数合成を導入します。

10.2 ブロック・Proc・Lambda¶

ブロック¶

Ruby のブロックは {} または do...end で記述する無名のコードブロックです。

# ブロックの基本
[1, 2, 3].each { |n| puts n }

# do...end 形式
[1, 2, 3].each do |n|
  puts n
end

Proc¶

ブロックをオブジェクトとして扱うには Proc を使います。

square = Proc.new { |n| n * n }
square.call(5)  # => 25

# Proc は引数の数が合わなくてもエラーにならない
square.call(5, 10)  # => 25（余分な引数を無視）

Lambda¶

Lambda は厳密な Proc です。引数の数をチェックし、return の挙動も異なります。

square = ->(n) { n * n }
square.call(5)  # => 25

# Lambda は引数の数が合わないとエラー
# square.call(5, 10)  # => ArgumentError

比較¶

特徴	ブロック	Proc	Lambda
オブジェクト	No	Yes	Yes
引数チェック	なし	緩い	厳密
return の挙動	呼び出し元から返る	呼び出し元から返る	Lambda 内から返る
生成方法	`{}` / `do...end`	`Proc.new {}`	`->() {}`

10.3 FizzBuzzList への関数型メソッド追加¶

問題: Enumerable の返り値¶

FizzBuzzList は Enumerable を include しているため、select や map が使えますが、戻り値は Array になります。メソッドチェーンで FizzBuzzList を維持するには、専用メソッドが必要です。

解決: FizzBuzzList を返すメソッド¶

class FizzBuzzList
  # 条件に合う要素だけの FizzBuzzList を返す
  def select_type(&)
    FizzBuzzList.new(@value.select(&))
  end

  # 条件に合わない要素だけの FizzBuzzList を返す
  def reject_type(&)
    FizzBuzzList.new(@value.reject(&))
  end

  # 変換結果の FizzBuzzList を返す
  def map_type(&)
    FizzBuzzList.new(@value.map(&))
  end
end

Ruby 3.x では & だけでブロック引数を転送できます（anonymous block forwarding）。

テスト¶

class FizzBuzzListTest < Minitest::Test
  def test_select_typeでFizzBuzzListを返す
    type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzType::TYPE_01)
    command = FizzBuzzListCommand.new(type, 15)
    list = command.execute
    result = list.select_type { |v| v.value == 'Fizz' }
    assert_instance_of FizzBuzzList, result
    assert_equal 4, result.size  # 3,6,9,12（15はFizzBuzz）
  end

  def test_reject_typeでFizzBuzzListを返す
    type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzType::TYPE_01)
    command = FizzBuzzListCommand.new(type, 15)
    list = command.execute
    result = list.reject_type { |v| v.value == 'Fizz' }
    assert_instance_of FizzBuzzList, result
    assert_equal 11, result.size
  end
end

10.4 述語関数と関数合成¶

述語 Lambda¶

条件を Lambda として定義すると再利用可能になります。

is_fizz = ->(v) { v.value == 'Fizz' }
is_buzz = ->(v) { v.value == 'Buzz' }
is_fizz_buzz = ->(v) { v.value == 'FizzBuzz' }

# 使用例
list.select_type(&is_fizz)
list.select_type(&is_buzz)

関数合成（`>>` と `<<`）¶

Ruby 2.6 以降、Proc/Lambda に >> と << 演算子で関数合成ができます。

# >> は左から右へ合成（pipe）
double = ->(n) { n * 2 }
add_one = ->(n) { n + 1 }

double_then_add = double >> add_one
double_then_add.call(5)  # => 11（5*2=10, 10+1=11）

# << は右から左へ合成（compose）
add_then_double = double << add_one
add_then_double.call(5)  # => 12（5+1=6, 6*2=12）

カリー化¶

# カリー化で部分適用
multiply = ->(a, b) { a * b }
double = multiply.curry.(2)  # a=2 で部分適用
double.call(5)  # => 10

triple = multiply.curry.(3)  # a=3 で部分適用
triple.call(5)  # => 15

10.5 各言語の高階関数比較¶

概念	Ruby	Java	TypeScript	Python
無名関数	`->() {}` / ブロック	Lambda 式	アロー関数	`lambda`
高階関数	`map` / `select` / `inject`	`Stream` API	`map` / `filter` / `reduce`	`map()` / `filter()` / `reduce()`
関数合成	`>>` / `<<`	`Function.compose()` / `andThen()`	カスタム `compose`/`pipe`	`functools.reduce`
カリー化	`.curry`	手動実装	手動実装	`functools.partial`
部分適用	`.curry.(arg)`	手動クロージャ	手動クロージャ	`functools.partial`

10.6 まとめ¶

この章で学んだこと:

ブロック・Proc・Lambda: Ruby の 3 つの関数型プリミティブの違いと使い分け
FizzBuzzList の関数型メソッド: select_type、reject_type、map_type で FizzBuzzList を返すメソッドチェーン
述語 Lambda: 条件を Lambda として定義し再利用
関数合成: >> / << 演算子による合成とカリー化

次の章では、不変データとパイプライン処理を学びます。