関数型プログラミング言語Haskell Part34 (667ﾚｽ)
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439: 2024/10/03(木)00:02 ID:B2Xmf+Xl(1/9) AAS
だから、入出力がある数学的関数なんてないだろって言ってんの。
数学的関数で入出力は非自明だと思うんだが。
440: 2024/10/03(木)00:09 ID:B2Xmf+Xl(2/9) AAS
Haskellでいうと、
純粋関数は、λ式（valueからvalueへの数学的関数）
に対応付けられるけど、
IOモナド使ったプログラムは、その現実のプログラムが持つ特徴を表現できるλ式がないので対応付けられない
って言ってんの。
447: 2024/10/03(木)19:56 ID:B2Xmf+Xl(3/9) AAS
入出力があるプログラムをどう数学的に整合する概念に対応させるかについて書いてみる。
こういう説明が通るものなのか興味があるし。
まず、仮想的なシェルスクリプト風の行番号付き手続き型言語を想定して、
その言語で入出力があるプログラムを定義するとする。
000 procedure prog1(int n) {
001 double res
002 （なにか込み入った計算）
....
020 echo "hogehoge"
021 （なにか込み入った計算）
....
050 echo "fugafuga"
051 （なにか込み入った計算）
...
100 return res }
このプログラムは実行 $(prog1) すると、行番号001版から順に評価していって複雑な計算をしつつ途中
hogehoge ← 行番号０２０の命令を評価
fugafuga ← 行番号０５０の命令を評価
と表示した上で、返り値 res を返す、という動作をする。
448: 2024/10/03(木)19:57 ID:B2Xmf+Xl(4/9) AAS
現実のよくあるプログラムとはこういう感じのものだけれども、実行 $(prog1) をしてその結果が返ってくるという現実的に
必要な点だけを考えると、途中の行番号020を評価したとかそういう情報はいらなくて、結局 $(prog1) して
hogehoge
fugafuga
を表示して、複雑な計算の結果 res が返ってくれさえすればいいともいえる。
だったら、数学的に取り扱いがしづらい、式の評価途中で入出力が発生するみたいな部分を取っ払って
000 procedure prog2(int n) {
001 double res
002 （なにか込み入った計算）
....
020 ## echo "hogehoge" #コメントアウト
021 （なにか込み入った計算）
....
050 ## echo "fugafuga" #コメントアウト
051 （なにか込み入った計算）
...
100 return ("hogehoge"を表示する予約1、"fugafuga"を表示する予約2、返り値 res) }
というように、返り値の部分に全部まとめるということをするということが考えられる。こうしても、プログラムのユーザー側からすると
実行すると$(prog2)
hogehoge
fugafuga
と表示されて複雑な計算した結果 res が返ってくるということは変わらない。
449: 2024/10/03(木)19:57 ID:B2Xmf+Xl(5/9) AAS
というわけで、入出力があるプログラムというのは、こういう返り値の部分というか評価の最終段階の部分に「入出力の予約情報と返り値の情報がまとめられたもの」だったんだ、と整理しよう。
ただ、こういう「入出力の予約情報と返り値の情報がまとめられたもの」と長い文で表すのはよろしくないので、何か名前を与えた方がいいということで
computationと呼ぶことにする。
そうすると、Haskellでいえば、
純粋関数は、valueからvalueへの数学的関数
に割り当てることができたけれど、
入出力付きのプログラムについては、valueからcomputationへの対応
に割り当てるということが数学的に正当化できそうだ、ということになるわけだ。
450: 2024/10/03(木)20:00 ID:B2Xmf+Xl(6/9) AAS
訂正
computationというか、今でいう「入出力の予約情報と返り値の情報がまとめられたもの」を
数学的にうまく正当化するということが達成することができるのであれば、
入出力つきのプログラムを、valueからcomputationへの対応
に割り当てるということが正当化できるはずだ、と考えられる。
452: 2024/10/03(木)20:39 ID:B2Xmf+Xl(7/9) AAS
よくわかんないけど、そういう入出力プログラムがあったとする。
そしてそれを引数付きで実行することを考えると
$(prog n)
こうなる。ここで、引数の部分の n はプログラムの記述に属さないといけない。
なぜかというと現実世界の「入力」部分をそのまま引数のところには持ってこれないから。
引数部分を入力にするにしても、別途入力されたものをプログラムの変数に割り当てる概念
みたいなのが必要になるし、それは関数の引数だからということでは説明にならないと思う。
だから、少なくともprogの引数部分はvalueじゃないといけない。
454: 2024/10/03(木)20:59 ID:B2Xmf+Xl(8/9) AAS
値のリスト自体をそのまま持ってくればvalueということになるんだろうけれど、
$(prog n)
の実行結果として出てくるもので、計算効果の説明になるものであって、返り値の型を包含するもの
であればcomputationと判断せざるを得ないとかそういうことしか言えないです。
456: 2024/10/03(木)21:22 ID:B2Xmf+Xl(9/9) AAS
valueとcomputationの違いは微妙で$(prog n)の実行結果として出てくるかどうかとか
計算効果が発露しているかというところで見極めるしかない、と理解している。判断する
というのは専門用語としては使ってない。
computationの定義はまた微妙だけれど、$(prog n)の計算効果込みの実行結果みたいな概念。
最後は超個人的見解だけど、「λ項を書き換えていく行為」というのは、どういう方法で表現して
どういう方法で簡約していくか？というところが決まってない。λ計算じゃないけれど、
１＋１＝２
という計算を暗算でやるか、電卓でやるか、そろばんでやるかという違いを出しても計算することに
変わりない。
暗算でやると、脳内物質の分量が変わるし、電卓だと電位が変わる。そして、そろばんでやると
「ぱちぱち」という音が出る。
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