関数型プログラミングで参照透過性が向上する？（プログラマが知るべき97のこと）

Question

プログラマが知るべき97のこと
のエッセイの中で、
「関数型プログラミングを使用する事により参照透過性が向上する」という記述がありました。

参照透過性は他の言語でも確保する事はできますが、なぜ関数型言語を使用した場合は参照透過性が向上するのでしょうか？

推論として
①関数型言語の場合、参照透過性の概念は一般的な物なので、プログラマが意識してプログラムする事により参照透過性が結果、向上する。

②関数型言語に参照透過性の向上の為のなんらかの制約や制限がある？

①、②の複合的要因の結果として、関数型言語の場合、参照透過性が向上するのかと考えていますが、②に関しては関数型言語の経験がない為、ただの推論で実際の所がわかりません。

お分かりの方がおられましたらご教授お願いします。

Answer 1

それほど詳しくありませんが、
Haskellでは参照透過性が強制されます。
変数への再代入はできませんし、IOなどもモナドの中に閉じ込められます。
(閉じ込められる、という表現は不正確かも知れません)

それから、「関数型プログラミング言語」ではなく、
「関数型プログラミング」により参照透過性が向上する、
と書かれているのであれば、参照透過性は関数型プログラミングの要件の
一つと思いますので、ある意味当然かなと思いますが、
実際にそういう表現なのでしょうか？

Comments

[chiku_]

回答ありがとうございます。
Haskellでは参照透過性が強制されるのですね。勉強になりました。

記事本文に下記の記述があります。
「関数型プログラミングのパラダイムを十分に学べば、その知識、技術は、マルチコアへの対応以外にも幅広く役立つでしょう。まず、自分の書くコードの品質を大きく高めることができます。重要なのは、「参照透過性(referential transparency)」が向上するということです。」

参照透過性は関数型プログラミングのそもそもの要件というは、そういえばその通りですね。向上する、という記述があった為、変に引っかかってしまいました。

関数型プログラミングを学んだ結果として、参照透過性が向上するコードを書けるようになる、という風に理解するのが正解でしょうか。そもそも記事の理解が足りていなかったようです。失礼しました。

[eripong]

私も勉強中なので、断定的には言えないですが、
そうだと思います。

Answer 2

Scalaは門外漢なので、Java8の理解でいいなら…
ここの副作用がないの項目にあるように関数型は副作用の少なし、参照透明性を向上しています。
私の意見としては、副作用を少なく書いたり、多くしたりとプログラマーが調整できることに優位性があると思いますが。

Comments

[chiku_]

回答ありがとうございます。
Java8では関数型インターフェイスやラムダ式などが扱えるようになっているのですね。知りませんでした。

> 副作用を少なく書いたり、多くしたりとプログラマーが調整できること
なるほど、そういう考え方もあるのですね。調整できるという概念は参照透過性の向上に一躍を買っているように思います。ただ副作用の調整は関数型に限らず他の言語でも行う事はできますよね。

タグにはScalaしか書けていないですが、他の関数型言語では副作用を及ぼさないような制約があるのではないか？という疑問があります。

[yona]

ここからはもう、個人的な感想です。
私は、関数型プログラミングはあくまで言語ではなく、プログラミング手法の一つだと思っています。
C言語は構造化プログラミングを実現しますが、C言語を使用してオブジェクト指向プログラミングは達成できません。逆にJava言語を使うとC言語のような構造化プログラミングができます。今回の関数型プログラミングについて言えば、Scalaは関数型プログラミングや手続き型プログラミングを実現します。さらに、Java8はオブジェクト指向プログラミングと関数型プログラミングを融合して、新しい手法を確立しようとしています。
つまり、言語仕様の制約ではなく、自らに制約をかけ、プログラマーが特性を活かしプログラミングを行うことが重要なのではないでしょうか。

[chiku_]

> つまり、言語仕様の制約ではなく、自らに制約をかけ、プログラマーが特性を活かしプログラミングを行うことが重要なのではないでしょうか。
参照透過性に限った事ではなく、yonaさんがおっしゃるとおり、それぞれの言語の特性を活かせるような適切な制約（疎結合である等）というのは重要だと思います。間違った記事の理解から始まってしまいしたが、結果、プログラミングに対する知識というか理解が深まった気がします。ありがとうございました。