Basic Study for Erlang #1

第一回 Erlang 基礎勉強会

M.Ikuta ([email protected])2009/12/28

12010年1月14日木曜日

Erlang について実用的

ミドルウェアを作る為にある

並列、分散、耐障害

パターンマッチによるハンドリング(バイナリデータにも対応)


Erlang について実用的

ミドルウェアを作る為にある

OTP

Yaws, RabbitMQ, CouchDB, Kai, Scalaris, Ejabberd


Erlang について習得が容易

逐次処理

アクターモデル


Erlang 環境Erlang Shell

erl コマンドでノードとシェルを一つ起動

まずは、help().

もしくは、erl -man erlang



シェルは、ノード上で動作するプロセスに過ぎない



b(). 束縛された値の一覧

f(). 束縛された値を開放

f(X). 束縛された値Xを開放



h(). 履歴

e(N). 履歴 N の式を実行

v(N). 履歴 N の式の値を取得



i(). プロセスの一覧

i(X,Y,Z). プロセスの情報

pid(X,Y,Z). プロセスの ID



c(F). コンパイル後にロード

l(M). モジュールロード

m(). ロード済モジュール一覧

m(M). モジュールの情報



c,l,m と関係ある code

code:get_path().

code:add_patha().

code:add_pathz().



ls().

cd().

memory().

q(). ノード停止


Erlang 環境JCL (Job Control Language)

一つのノード上で複数のシェルを起動し、適宜、切り替え

別ノードにリモートシェルで接続

Ctl-G で JCL モードへ移行



h ヘルプ

j ジョブの一覧

c ジョブに接続

i ジョブの中断



k ジョブの終了

s シェル起動

r リモートシェル起動

q ノードを終了


Erlang 環境erl コマンドのオプション

-man モジュールの man

-noshell ノードだけ起動

-s apply(M,F,[]). を評価

erl -noshell -s init stop



-eval 式を評価

-detached ノード起動後、すぐにデタッチ

OS 上に erl プロセスが残る



-sname ノード名を指定

ノード間通信に必要

@ 以降を省略すると `hostname -s` が使用される



-name ノード名を指定

@ 以降を省略すると `hostname` が使用される



-name ノード名を指定

-sname で起動したノードと通信できない



-remsh JCL の r と同じ

epmd が名前、ポート番号管理

.erlang.cookie, /etc/hosts, DNS など要確認


関数定義

sample/my_module.erl 参照

同名であってもパラメータの数(Arity)が異なるならば、別関数


関数パターンマッチ

sample/pattern_match.erl 参照

リストやタプルの分解ができる

Haskell と異なり k+1 は使えない

今回、バイナリは説明しない


関数パターンマッチ

‘;’ or と読む

‘,’ and と読む

‘.’ end と読む


関数ガード条件

sample/guard.erl 参照

関数は BIFs のみ使用可

パターンマッチの拡張であるため、副作用は NG (by 飛行機本)


関数ガード条件

sample/guard.erl 参照

関数は BIFs のみ使用可

BIFs は、erl -man erlang 参照


関数高階関数

関数を値として使用

関数を引数として渡す

> F1 = fun (X) -> X + 1 end.> F1(1).

> F2 = fun (F, X) -> F(X) end.> F2(F1, 2).


関数高階関数

関数を返す> F3 = fun (X) -> fun (Y) -> X+Y end end.> F4 = F3(1).> F4(1).> F5 = F3(10).> F5(1).


関数高階関数

無名関数は、ガードやパターンが使用できる(b(). で表示可能)> F6 = fun> (X) when is_integer(X) -> X;> (_X) -> 0> end.


リストリストとは何か?

ペアのペア

Erlang では [X | Y] でペアを表現

> [1, 2, 3] = [1 | [2 | [3 | []]]].


リストタプルとの違い

そもそもタプルとは?

タプル(Tuple) とは、2 つ組を表す Double、3 つ組を表す Triple のような組を表す英単語を一般化した言葉



そもそもタプルとは?

順序づけられた対象の並びを表すために用いられる



タプルを用いるべき箇所でリストを使わない

リストは、タプルより空間効率が悪い


リスト文字列の正体

実は、数値のリスト

R13B であれば、日本語も…

> "(A)" = [40,65,41].> “” = [].

> "日本語" =[26085,26412,35486].


リスト文字列の正体

文字列に対してリスト処理が可能


リスト連結

++ で行う

XS ++ [X] は、[X | XS] より遅い(ペアのペアだから、当たり前)


リスト差分

-- で行う> [2,4,1,2,3,4,5] = > [1,2,3,4,5,1,2,3,4,5] -- [1,3,5].


リスト内包表記

数学の内包表記は、ある集合から別の集合を生成

Erlang の内包表記は、あるリストから別のリストを生成



[X*X || X <- lists:seq(1, 5)].

X*X は構築子

式を記述可能(関数も使用可能)



[X*X || X <- lists:seq(1, 5)].

X <- lists:seq(1, 5) は生成器

値がリストなる式を記述



[X*X || X <- lists:seq(1, 5)].

X のスコープは、内包表記内



‘,’ で区切る事で、複数の生成器を列挙できる

得られるリストは、全ての要素の組み合わせ

> [{1,4},{1,5},{2,4},{2,5},{3,4},{3,5}] = > [{X, Y} || X <- [1,2,3], Y <- [4,5]].



生成器は、左から順に評価される

生成器にパターンマッチを使用

> [1,2,3,4,5] = > [X || XS <- [[1,2,3], [4,5]], X <-XS].

> [1] = [X || {X, a} <- [{1, a}, {2, b}]].



生成器の後ろにフィルタを記述

フィルタは、Bool 値を返す式> [1,3,5,7,9] = > [X || X <- lists:seq(1, 10),> X rem 2 =:= 1].



フィルタは、Bool 値を返す式> [1,3,5,7,9] = > [X || X <- lists:seq(1, 10),> X rem 2 =:= 1].



内包表記と無名関数で、素数を返す関数を記述

sample/prime.erl 参照


リスト再帰

再帰関数 = ある関数の中で、再びその自身を関数を評価する関数


リスト再帰

lists:sum/1 を定義するsum([], Acc) -> Acc;sum([X | XS], Acc) when is_number(X) -> sum(XS, X + Acc);sum([_X | XS], Acc) -> sum(XS, Acc).


リスト再帰

lists:sum/1 を定義するsum([], Acc) -> Acc;sum([X | XS], Acc) when is_number(X) -> sum(XS, X + Acc);sum([_X | XS], Acc) -> sum(XS, Acc).

累算器を使用


リスト再帰

lists:sum/1 を定義するsum([]) -> 0;sum([X | XS]) when is_number(X) -> X + sum(XS);sum([_X | XS]) -> sum(XS).

累算器を未使用


リスト再帰

lists:sum/1 を定義するsum([]) -> 0;sum([X | XS]) when is_number(X) -> X + sum(XS);sum([_X | XS]) -> sum(XS).

末尾再帰ではない


リスト再帰

Insert Sort を実装する

sample/isort.erl 参照の事


リスト再帰

考える順番(元ネタはプログラミング Haskell)

1.引数と返り値を決める2.場合分けをする3.簡単な方を定義する4.複雑な方を定義する5.最適化する


リスト再帰

考える順番

isort:insert/2 を例に考える


リスト再帰

考える順番

1.引数と返り値を決めるinsert(int(), [int()]) -> [int()]


リスト再帰

考える順番

2.場合分けをするinsert(X, []) -> ;insert(X, [Y | YS]) when X =< Y -> ;insert(X, [Y | YS]) -> .


リスト再帰

考える順番

3.簡単な方を定義するinsert(X, []) -> [X];insert(X, [Y | YS]) when X =< Y -> ;insert(X, [Y | YS]) -> .


リスト再帰

考える順番

3.簡単な方を定義する(続き)insert(X, []) -> [X];insert(X, [Y | YS]) when X =< Y -> [X | [Y | YS]];insert(X, [Y | YS]) -> .


リスト再帰

考える順番

4.複雑な方を定義するinsert(X, []) -> [X];insert(X, [Y | YS]) when X =< Y -> [X | [Y | YS]];insert(X, [Y | YS]) -> [Y | insert(X, YS)].


リスト再帰

考える順番

5.最適化するinsert(X, []) -> [X];insert(X, [Y | _YS]=XS) when X =< Y -> [X | XS];insert(X, [Y | YS]) -> [Y | insert(X, YS)].


リスト再帰

[課題]lists:seq/2 を定義する

sample/seq.erl 参照の事


リスト再帰

多重再帰

sample/qsort.erl 参照の事

末尾再帰ではない(スタックオーバフローの可能性あり)


リスト再帰

相互再帰

kai_tcp_server_acceptor

recv/5

call_mod/6


リストlists モジュール

リストを操作するための標準モジュール

erlang モジュール並によく使う(by 飛行機本)



特に使用頻度の高い関数

lists:foreach/2 リストの各要素に関数を適用する

foreach(_F, []) -> ok;foreach(F, [X|XS]) -> F(X), foreach(F, XS).




lists:map/2 リストの各要素に関数を適用し、新しいリストを返す

map(F, XS) -> [F(X) || X <- XS].




lists:filter/2 リストから条件を満たす要素を取り出す

filter(F, XS) -> [X || X <- XS, F(X)].




lists:foldl/3 リストを左から畳む

[課題]lists:foldl/3 を定義する

[課題]lists:foldr/3 を定義する



fold[lr] は、畳み込むというより、累算器を使う処理に使う




revers(XS) -> lists:foldl( fun (X, ACC) -> [X|ACC] end, [], XS).




map(F, XS) -> lists:foldl( fun (X, ACC) -> ACC ++ [F(X)] end, [], XS).




map(F, XS) -> lists:reverse(lists:foldl( fun (X, ACC) -> [F(X)|ACC] end, [], XS)).




[課題] lists:filter/2 を fold[lr] で定義する


参考文献プログラミング Erlang

http://www.amazon.co.jp/dp/4274067149

プログラミング Haskell

http://www.amazon.co.jp/dp/4274067815/










以上、お疲れ様でした。


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Basic Study for Erlang #1