F# のリストと配列とシーケンスと。

igeta さんからいくつかの示唆を頂いたので、メモがてら投稿。

リスト

まずリストの話。

F# で即値として [1..3] とか [1; 2; 3;] と書けば、これは、整数値 1,2,3 からなるリストとなる。

(話が逸れるが、[1, 2, 3] と、ついうっかりカンマで区切りたくなるが、これは、「"(1,2,3)" というタプルを要素にひとつもつリスト」になってしまう。)

本ブログでもたびたびでてきた List.map は F# 備え付けの関数で、射影(プロジェクション) を行う。
すなわち、第2引数に渡されたリストの各要素に、第1引数に渡された関数を適用し、結果のリストを返す、というわけだ。

>List.map (fun x -> x * 2) [1..3];;
val it : int list = [2; 4; 6]

といった具合である。

なお、この F# のリスト、C# ( というか .NET 言語全般 ) の System.Collections.Generic.List を連想させるが、実は正体は Microsoft.FSharp.Collections.List なのだそうだ。

配列

次に配列。

F# で即値として [|1..3|] とか [|1; 2; 3;|] と書けば、これは、整数値 1,2,3 からなる配列となる。
C# で書くなら、さしずめ Enumerable.Range(1, 3).ToArray() や new[]{ 1, 2, 3 } に相当するだろう。

さて、先述の List.map はあくまでもリストに適用する関数である。
インタラクティブコンソールから、

>List.map;;

と叩けば、List.map 関数の "型" が表示されるが、

val it : (('a -> 'b) -> 'a list -> 'b list) = <fun:clo@10>

と表示されるように、「'a を受け取って 'b を返す関数」と「'a のリスト」を受け取って「'b のリスト」を返すのが List.map である。
あくまでリストが対象なのである。

従って、List.map に配列を渡すと、

> List.map (fun x -> x * 2) [|1..3|];;
stdin(11,27): error FS0001: This expression was expected to have type
'a list
but here has type
'c []

というように、「リスト (’a list) を期待している引数に、配列 ('c[]) が渡されたよ?」と当然のごとくエラーとなる。

シーケンス

そしてシーケンス。

F# で即値として {1..3} とか seq [1; 2; 3;] と書けば、これは、整数値 1,2,3 からなるシーケンスとなる。

ところで、シーケンスってなんだ?

これは IEnumerable のことだ。

なので、F# での即値 {1..3} は、C# で書くところの、Enumerable.Range(1,3) に等しい。

そして、List.map と同じく射影を行う関数として、Seq.map という関数も存在する。
名前から推測できるとおり、これはシーケンスに対して射影を行う関数だ。

ここでのポイントは、F# のリストも配列もシーケンスである、ということだ。
言い換えると、F# のリストも配列も、IEnumerable インターフェースを実装している、ということである。

なので、List.map とは違い、Seq.map では、リストでも配列でも、そのほかとにかくシーケンスなら何でも引数に与えて射影可能だ。

下記の3行は、

>Seq.map (fun x -> x * 2) [1..3];;
>Seq.map (fun x -> x * 2) [|1..3|];;
>Seq.map (fun x -> x * 2) {1..3};;

いずれも同じく seq [2; 4; 6;] を返す。

そう、リストを渡そうが配列を渡そうが、結果は常にシーケンスになるのでそこのところは勘違いしないよう。
さらに念のため付け加えるなら、Seq.map にとっては、リストであろうが配列であろうが、"シーケンス" としてしか見ていない。

以上、どうということのない、まぁ、当たり前の話なのではあるが、やっぱり基本は大事なので書き留めておく。

実際、C# でも、Listであろうと配列であろうと何であろうと、LINQ の Select で射影したら、結果は IEnumerable になるのは自分的には "常識" だったくせに、F# で Seq.map fx [1..3] がシーケンスを返すのを目にして、迂闊にもびっくりしてしまった。