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2013年 05月 07日
F# スクリプトによるコマンドラインツール"F# の勉強と実益を兼ねて"、小粒なコマンドラインツールを F# スクリプトで書き溜めている。F# スクリプトをより快適に Windows コマンドプロンプト ( PowerShell にも適合する ) で使用できるようにする環境設定については、過去の投稿を参照してほしい。 例えばパスワード文字列を sha1 でハッシュするには、私の PC の Windows コマンドプロンプトからは下記のとおり実行すればよい。 > sha1 salt:password大文字にしたければ下記のとおり。 > sha1 salt:password | upper結果をクリップボードにコピーしたければ以下の要領である。 > sha1 salt:password | upper | clipと、まぁ、sha1.fsx, upper.fsx, clip.fsx といった F# スクリプト群を常備している次第。 GitHub で公開しているのでご参考まで。 https://github.com/jsakamoto/fsxcmds sha1 コマンドの構文さて、ここで紹介した sha1.fsx は、コマンドライン引数の与え方の違いから、3種類の呼び出し方がある。1. コマンドライン引数なし 標準入力から読み込んだASCII文字列をsha1ハッシュ。 結果を16進文字列で標準出力に出力。 2. -fスイッチ + ファイルパス -f スイッチに続けて指定されたパスのファイルをsha1ハッシュ。 結果を16進文字列で標準出力に出力。 3. -fスイッチ以外のコマンドライン引数 x 1つ コマンドライン引数に渡されたASCII文字列をsha1ハッシュ。 結果を16進文字列で標準出力に出力。 上記以外、例えばコマンドライン引数に -f スイッチ以外の2つの引数が指定された場合は例外をthrowする。 外部ライブラリ使わずにどう実装する?さてこのようなコマンドライン引数の場合分けと処理実行をどう実装すればよいだろうか?コマンドライン引数の解析については、すごくシンプルなのに強力な、.NET の属性ベースによる宣言的な実装が可能なライブラリがあったと記憶している。 しかしながら今回は F# スクリプトによる実装で、できる限りほかのライブラリの参照は避けたいのが追加の要件だ。 F# のランタイムがインストールされてる環境であれば、.fsx ファイル群を git clone するだけで即使えるようになるのが自分的に理想である次第。 C# ならこんな感じ?さてこのような要件・仕様を、F# スクリプトではなく、C# や VB.NET などならどう記述することになるだろう?コマンドライン引数が string args[] で渡されるものとする。 (ちなみに argsの第1要素、args[0]は現在のプロセスのファイル名。) そして、バイト列をsha1ハッシュし結果を16進文字列で標準出力に出力する関数が void sha1(byte[] bytes) として提供されてるとしよう。 C# で実装したら以下のような感じになるだろうか。 if (args.Length == 2 && args[1] == "-f") F# なら...パターンマッチ!さてこれを F# で実装しなおすとして、上記コードを構造はそのまま、構文を F# に書き換えることでも実装可能だ。しかしこういうときこそ、F# ならでは(※)の機能、パターンマッチを使うといいのではないかとはたとひらめいた。 ※C# や VB.NET と対比して。F# のパターンマッチと変数束縛の機能は、F# の専売特許ではなく、自分がわかってるだけでも Haskell や Prolog に搭載されておりそれら実装のほうが先輩。 ということで、F# でパターンマッチを使って実装すると下記の感じ。 match args with詳細な説明は割愛するが、なんとはなしにでも、どういう実装になっているか読み取れるだろうか。 F# のパターンマッチは、"強力な switch-case 文" などとも言われるようだ。 上記はまさにそのとおりで、コマンドライン引数を表す文字列配列がどうなっているかを、配列のリテラルで直感的に表記 できていると思う。 ※F# では配列リテラルを [| ~ |] で括って、セミコロンで要素を区切って表記する。 場合分けと同時に変数に割り当てそして "場合分け" すると同時に、変数に束縛できる のもポイント。[| _; "-f"; path |] というパターンには、コマンドライン引数が2つ、かつ、第1引数に "-f" が渡された場合にマッチする ( 続く -> 以降の関数が実行される )。 このときに、コマンドライン引数の第2引数の内容が変数 path に束縛される ― すなわち、これ以後、コマンドライン第2引数の内容を変数名 path で参照できる ― のだ。 このようにパターンマッチを使うことで、コマンドライン引数の場合分けとそのコマンドライン引数の解釈とを同時に、かつシンプルなコードで実現できる。 おまけ - パイプライン演算子さらに F# になれていたならば、パイプライン演算子「|>」を活用して、「->」以降の関数適用部分を下記のとおり書くことだろう。match args withC# や VB.NET でも、拡張メソッドによるメソッドチェーンが使えれば上記のように「引数を ASCIIエンコードでバイト列にして、それを sha1 ハッシュする」というように左から右へ流れるように記述できるだろう。 しかしながら拡張メソッドとして特別にあつらえないとこうは記述できない。 その点、F# にはパイプライン演算子があるため、拡張メソッドとして仕立てなくとも、関数適用を左から右へ流れるように記述できる。 まとめどうにも関数型言語らしさ、F# らしさを出したコードが書けず、「C# で書いたコードを構文だけ F# にしてみました」みたいなコードばかりになりがちでいた。しかし今回示したような軽度のコマンドライン引数の解析と実行については、うまいこと要件とパターンマッチという機能が合致。 F# らしく書けた一例ではないかと思う。
by developer-adjust
| 2013-05-07 22:40
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