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C#におけるカリー化（Currying）
1. カリー化とは？
カリー化（Currying）とは、複数の引数を取る関数を、1つの引数を取る関数を返す関数の連鎖に変換するテクニックです。
通常の関数では、すべての引数を一度に受け取って処理しますが、カリー化された関数では、1つの引数を受け取ると、新しい関数を返すという形式を取ります。
この概念は、関数型プログラミングの分野でよく使われ、C#でも Func<> を活用することでカリー化を実現できます。
2. 基本的なカリー化の例
通常の関数
例えば、2つの整数を加算する関数は、通常以下のように書きます。
int Add(int x, int y) {
return x + y;
}
この関数は、x と y の両方の引数を受け取り、加算した結果を返します。
カリー化した関数
この Add 関数をカリー化すると、以下のようになります。
Func<int, Func<int, int>> CurriedAdd = x => y => x + y;
この CurriedAdd は、
- まず
xを受け取り、 -
yを受け取る関数を返し、 -
x + yを計算する
という形になっています。
カリー化された関数の呼び出し方法は以下のようになります。
var add5 = CurriedAdd(5); // 5 を部分適用
int result = add5(3); // 5 + 3 = 8
Console.WriteLine(result); // 8
または、一気に適用することもできます。
int result2 = CurriedAdd(2)(4); // 2 + 4 = 6
Console.WriteLine(result2); // 6
3. カリー化を一般化する
カリー化を汎用的に行うために、通常の関数をカリー化するメソッド を作成できます。
public static Func<T1, Func<T2, TResult>> Curry<T1, T2, TResult>(Func<T1, T2, TResult> func)
{
return x => y => func(x, y);
}
このメソッドを使うと、通常の関数を簡単にカリー化できます。
Func<int, int, int> add = (x, y) => x + y;
var curriedAdd = Curry(add);
var add10 = curriedAdd(10); // 10 を部分適用
Console.WriteLine(add10(5)); // 15
これにより、任意の2引数関数をカリー化することが可能になります。
4. 応用編：カリー化の実用例
カリー化は、部分適用 を活用することで、再利用性の高い関数を作成できます。
例1: ログ出力関数
Func<string, Func<string, string>> Logger = level => message => $"[{level}] {message}";
var infoLogger = Logger("INFO");
var errorLogger = Logger("ERROR");
Console.WriteLine(infoLogger("システムが正常に起動しました"));
Console.WriteLine(errorLogger("重大なエラーが発生しました"));
出力：
[INFO] システムが正常に起動しました
[ERROR] 重大なエラーが発生しました
このように、ログのレベルを固定した関数を作ることで、関数の再利用性が向上します。
例2: 数値変換関数のカリー化
Func<double, Func<double, double>> Multiply = x => y => x * y;
var doubleValue = Multiply(2); // 2倍する関数
var tripleValue = Multiply(3); // 3倍する関数
Console.WriteLine(doubleValue(10)); // 20
Console.WriteLine(tripleValue(10)); // 30
この方法を使えば、柔軟な変換関数を作ることができます。
5. カリー化のメリットと注意点
メリット
- 部分適用が可能 → 引数を一部固定した新しい関数を作成できる。
- 関数の再利用性が向上 → 共通の処理を抽象化し、異なるコンテキストで使い回せる。
- コードの可読性が向上 → 処理を分割し、直感的な設計ができる。
注意点
-
C#はカリー化を標準サポートしていない →
Func<>を駆使する必要がある。 - 可読性の低下に注意 → 過度なカリー化は逆に理解しにくいコードを生むことがある。
- パフォーマンスへの影響 → 関数オブジェクトを多く生成するため、メモリ使用量が増える可能性がある。
6. まとめ
-
カリー化とは？
- 関数を 1引数ずつ適用する形 に変換するテクニック。
-
Func<>を使うことでC#でも実現可能。
-
基本例と使い方
Func<int, Func<int, int>> CurriedAdd = x => y => x + y;CurriedAdd(5)(3); // 8
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カリー化を汎用化するメソッド
Func<T1, Func<T2, TResult>> Curry<T1, T2, TResult>(Func<T1, T2, TResult> func)
-
応用例
- ログ関数のカリー化 (
Logger("INFO")("Message")) - 数値変換関数 (
Multiply(2)(10) // 20)
- ログ関数のカリー化 (
-
メリットと注意点
- 部分適用の活用、再利用性向上
- 過度なカリー化は可読性とパフォーマンスに影響
C#は関数型言語ではありませんが、カリー化を活用することで柔軟な関数設計が可能 になります。特に 部分適用を活用した関数の再利用 に有効なので、場面に応じて取り入れてみましょう！
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