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やや関数型を意識した風Elixir／Phoenixご紹介
- 1. 2017/07/12 (car (cdr ファンクション倶楽部)) LTエディション やや関数型を意識した風 Elixir/Phoenixご紹介
- 4. 3 １．Elixirは「データ変換」の言語 Elixirは、CSVファイルやDBデータ、JSON、バイナリデータ等の データを受け取り、パターンマッチし、加工・変換するのに適した、 動的型付けの関数型プログラミング言語です 上記の様々なデータフォーマットを、数値や文字列、リスト、マップ、 タプルに展開し、「パターンマッチ」でシンプルにコーディングできます なお、扱うデータは、全てイミュータブルです # iex iex> 1+2 3 iex> list = [ 123, "abc", 456, true ] [123, "abc", 456, true] iex> map = %{ "key2" => "abc", "key1" => 123 } %{"key1" => 123, "key2" => "abc"} リストは[]で囲む マップは%{}で囲む 2種類書き方がある ①%{k1: "v1"…} ②%{"k1" => "v1"…} REPLでElixirコードを試せる
- 5. 4 １．Elixirは「データ変換」の言語：Enum Enumモジュールで、リスト／マップ／タプルが操作できます mapやfilter、reduce等、一通りあります iex> Enum.sort( list ) [123, 456, true, "abc"] iex> Enum.sort( map ) [{"key1", 123}, {"key2", "abc"}] マップをソートするとタプルに変換される （マップは順序を持てないため） iex> Enum.map( list, fn( x ) -> IO.puts( "value=#{x}" ) end ) value=123 value=abc value=456 value=true iex> Enum.filter( list, fn( x ) -> x >= 124 end ) ["abc", 456, true] iex> Enum.reduce( list, fn( x, pre ) -> "#{x}, #{pre}" end ) "true, 456, abc, 123"
- 6. 5 １．Elixirは「データ変換」の言語：パイプ パイプを使い、シェルのように、データを前から後ろに繋いで処理 できます (パイプ後の関数の第1引数に前の結果が渡される) この例はカンタン過ぎて、パイプの恩恵がイマイチ分かりにくいので、 中盤以降のコード例で、改めて紹介します # iex iex> list = [ 123, "abc", 456, true ] iex> List.last( Enum.sort( list ) ) "abc" iex> list |> Enum.sort |> List.last "abc"
- 7. 6 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ パターンマッチは、Elixirの最もパワフルな一面です プロジェクト配下のファイルを以下のように編集して、実行します マップの”k2”キーの値抽出を、引数だけで実装できてしまいます # mix new misc # cd misc lib/misc.ex mixというビルドツールでプロジェクトが作成できます defmodule Misc do def match_sample( %{ k2: value } ), do: value end # iex -S mix iex> Misc.match_sample( %{ k1: "v1", k2: "v2", k3: "v3" } ) "v2" iex -S mixでプロジェクトのビルドが走り、iexに入ります
- 8. 7 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ キーだけで無く、キーと値の組み合わせでのマッチも可能です 各関数が、値に応じて、呼び分けされます 他の言語なら、関数呼び出し後にif文で分岐するような処理が、 引数でのパターンマッチで分岐できます defmodule Misc do def match( %{ Yes: "we can" } ), do: "Barack Obama" def match( %{ Yes: need } ), do: need … iex> recompile() iex> Misc.match( %{ No: "-", Yes: "we can", NA: "N/A" } ) "Barack Obama" iex> Misc.match( %{ No: "-", Yes: "we do", NA: "N/A" } ) "we do" iex内でリビルドするときはrecompile()
- 9. 8 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ 該当キーがマップ内に存在しない場合、マッチエラーになります 引数に”_”を指定すると、その他としてマッチできるようになります defmodule Misc do def match( %{ Yes: "we can" } ), do: "Barack Obama" def match( %{ Yes: need } ), do: need def match( _ ), do: "Yes...NOT EXIST" … iex> Misc.match( %{ No: "-", NA: "N/A" } ) ** (FunctionClauseError) no function clause matching in Crawl.match/1 (crawl) lib/Qiita.ex:5: Crawl.match(%{NA: "N/A", No: "-"}) iex> recompile() iex> Misc.match( %{ No: "-", NA: "N/A" } ) "Yes...NOT EXIST"
- 10. 9 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ もし、関数内でマッチさせるなら、以下のような書き方になります （ただ、関数の引数でマッチする書き方の方が推奨です） 実行結果は、引数パターンマッチ版と同じです defmodule Misc do def match_in( input_map ) do %{ Yes: need } = input_map need end … iex> recompile() iex> Misc.match_in( %{ No: "-", Yes: "we can", NA: "N/A" } ) "we can"
- 11. 10 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ リストは、パターンマッチにより、「先頭」と「以降全て」で分割でき、 リスト要素の順次処理を組む土台となります iex> [ head1 | tail1 ] = [ 5, 8, 3, 1 ] [5, 8, 3, 1] iex> head1 5 iex> tail1 [8, 3, 1] iex> [ head2 | tail2 ] = tail1 [8, 3, 1] iex> head2 8 iex> tail2 [3, 1] … iex> head4 [1] iex> tail4 []
- 12. 11 １．Elixirは「データ変換」の言語：パターンマッチ バイナリデータの分割／マップ化も、パターンマッチでとてもカンタン に書けます defmodule MP3 do defstruct [ :header, :frames, :other_data ] def analisis( << tag :: bitstring-size( 24 ), version :: bitstrint-size( 16 ), flg :: bitstring-size( 8 ), size :: unsigned-integer-size( 32 ), data :: binary, # 以降のバイナリデータはここに集約される >> ) do %MP3 { :header MP3Header( tag, version, flg, size ) } end end
- 13. 12 １．Elixirは「データ変換」の言語：再帰(オマケ) ループは再帰で書きます (末尾再帰は最適化される) 処理対象が残っている間、繰り返される関数と、処理対象が無 くなった際の完了処理の2つの関数を用意し、パターンマッチに よって呼び分けが行われます なお、Enumとパターンマッチで大抵の事は済むので、再帰を書く 機会は結構少ないです defmodule Misc do def nop( [ head | tail ], rows ), do: nop( tail, rows ++ [ head ] ) def nop( [], rows ), do: rows … # iex -S mix iex> Misc.nop( [ 5, 8, 3, 1 ], [] ) [5, 8, 3, 1] ※一応、for構文はあるけど使う場面はほぼ無い iex -S mixでプロジェクトのビルドが走り、iexに入ります
- 14. 13 １．Elixirは「データ変換」の言語：高階関数 高階関数は、3種類の書き方があります 「&」と「&n」で、「fn()」と「end」は省略可能です 関数後の「/n」で、「&n」すらも省略可能です iex> list = [ 123, "abc", true ] iex> Enum.map( list, fn( x ) -> IO.puts( "#{x}" ) end ) 123 abc true iex> Enum.map( list, &IO.puts( &1 ) ) iex> Enum.map( list, &IO.puts/1 )
- 17. 16 ２．【例】JSONパーサを作る まず、ElixirのHTTPクライアント「HTTPoison」と、JSONパーサ 「Poison」を導入します 各モジュールは、ネットからインストールできます defmodule Crawl.Mixfile do … defp deps do [ { :httpoison, "~> 0.7.2" }, { :poison, "~> 1.5" } ] end end # mix deps.get mix.exs
- 18. 17 Qiita APIを呼び出します 実行すると、Qiitaから取得したJSONが出力されます (Body部以外に、StatusCode等も出力されます) defmodule Crawl do def get() do HTTPoison.get!( "https://qiita.com/api/v2/items?query=Elixir" ) end end # iex –S mix iex> Crawl.get %HTTPoison.Response{body: "[{"rendered_body":"nu003ch2u003en … ,"title":"AWS EC2にElixir/Phoenixをインストール","updated_at":"2017-02-10T13:08:41+09:00", …（他記事が複数並ぶ）… "twitter_screen_name":null,"website_url":null}}]", …（Body部以外のHeader等が複数並ぶ）… {"Content-Length", "4293"}, {"Connection", "keep-alive"}], status_code: 200} ２．【例】JSONパーサを作る lib/crawl.ex
- 19. 18 ２．【例】JSONパーサを作る StatusCodeが「200」のときだけ、Body部を抜き出します (この後、パターンマッチしやすいよう、Poisonでリストマップへの データ変換も行います) Body部だけが出力されます defmodule Crawl do def get() do response = HTTPoison.get!( "https://qiita.com/api/v2/items?query= Elixir" ) body = body( response ) Poison.decode!( body ) end def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end iex> recompile() iex> Crawl.get [%{"body" => "# ElasticBeanstalk Custom Platformとは？nn今までのElasticBeanstalkでは事前定義済み … "title" => "AWS EC2にElixir/Phoenixをインストール", …（他記事が複数並ぶ）… "twitter_screen_name" => nil, "website_url" => nil}}]
- 20. 19 作ったget()を見ると、変数で受け渡しがまどろっこしいです 一方、変数を無くすと、処理順と逆になるため、読みにくいです defmodule Crawl do def get() do response = HTTPoison.get!( "https://qiita.com/api/v2/items?query= Elixir" ) body = body( response ) Poison.decode!( body ) end … ２．【例】JSONパーサを作る：パイプで書く defmodule Crawl do def get() do Poison.decode!( body( HTTPoison.get!( "https://qiita.com/api/v2/items? query=Elixir" ) ) ) …
- 21. 20 パイプで書くと、直感的かつスマートなコードとなり、ステキです defmodule Crawl do def get() do "https://qiita.com/api/v2/items?query=Elixir" |> HTTPoison.get! |> body |> Poison.decode! end … ２．【例】JSONパーサを作る：パイプで書く
- 22. 21 タイトル抽出を追加し、URL周りをキレイにしたら完成です こんな感じで、たった11行のコードで、「Qiita APIを呼び、記事 タイトルをリストアップ」するアプリケーションが書けました ２．【例】JSONパーサを作る defmodule Crawl do def get( query "Elixir" ) do url( query ) |> HTTPoison.get! |> body |> Poison.decode! |> Enum.map( fn( %{ title: title } ) -> title end ) end def url( query ), do: "https://qiita.com/api/v2/items?query=#{query}" def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end iex> Crawl.get ["Advent Calendar 2016 投稿数の多いユーザランキング（上位50位）", "スタートアップ企業の技術選定でPhoenix(Elixir)&React(JS)+時々Echo(go)を採用した", "PhoenixでAPIによるログイン機能を実装する", …（他記事が複数並ぶ）… "Elixir/Phoenix環境をElasticBeanstalk Custom Platformで構築してみた"]
- 23. 22 コードを改めて見ると、メインの処理は、以下の流れを書き下した だけの形となっていて、直感的で分かりやすいコードとなっています URL →API呼出でJSON取得 →Body抽出 →JSONデコード →タイトル抽出 ２．【例】JSONパーサを作る defmodule Crawl do def get( query "Elixir" ) do url( query ) |> HTTPoison.get! |> body |> Poison.decode! |> Enum.map( fn( %{ title: title } ) -> title end ) end def url( query ), do: "https://qiita.com/api/v2/items?query=#{query}" def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end
- 25. 24 ３．応用：Qiita API以外のJSONパース Qiita API以外のAPIも、ほぼ同じコードでJSONパースできます 「はてなAPI」のJSONは、若干壊れている (笑) ので、デコード 前に文字列操作で補正をかけるパイプを追加します defmodule Hatena do def get( query "Elixir" ) do url( query ) |> HTTPoison.get! |> body |> String.slice( 1..-3 ) # そのままだとinvalidなJSONなので加工 |> Poison.decode! |> Enum.map( fn( %{ title: title } ) -> title end ) end def url( query ), do: "http://b.hatena.ne.jp/entrylist/json?sort=count&url=#{query}" def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end # iex -S mix iex> Hatena.get ["【翻訳】超高速なJSON APIをElixirフレームワークのPhoenixでビ...", "2015/08/22/ElixirとPhoenixとMithrilのFFスタックでChatアプリを作っ...", …（他記事が複数並ぶ）… " Elixir ご紹介 // Speaker Deck"] lib/hatena.ex
- 26. 25 ３．応用：Qiita API以外のJSONパース 「Wikipedia API」のJSONは、Qiita APIより2段、深い階層 構造なので、titleを抽出できる階層まで下るパイプを追加します defmodule Wikipedia do def get( query "Elixir" ) do url( query ) |> HTTPoison.get! |> body |> Poison.decode! |> dig |> Enum.map( fn( %{ title: title } ) -> title end ) end def url( query ), do: "https://ja.wikipedia.org/w/api.php?format=json&action=query &list=search&srsearch=#{query}" def dig( %{ "query" => %{ "search" => search } } ), do: search def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end # iex -S mix iex> Wikipedia.get ["熊沢千絵", "プログラミング言語一覧", …（他記事が複数並ぶ）… "エリクサー"] lib/wikipedia.ex
- 27. 26 ３．応用：Qiita API以外のJSONパース 「Github API」は、検索パラメータの指定が異なるので、検索パ ラメータに渡すデフォルト値を変えます defmodule Github do def get( query "Elixir-lang/Elixir" ) do # 例．rails/rails url( query ) |> HTTPoison.get! |> body |> Poison.decode! |> Enum.map( fn( %{ title: title } ) -> title end ) end def url( query ), do: "https://api.github.com/repos/#{query}/issues" def body( %{ status_code: 200, body: json_body } ), do: json_body end # iex -S mix iex> Wikipedia.get ["Use @optional_callbacks in GenServer", "Improve no function clause error messages", …（他記事が複数並ぶ）… "Make Mix more friendly for newcomers"] lib/github.ex
- 30. 29 ４．高速WebFW「Phoenix」 Phoenixは、Railsに似たビルドツールによる、Web (+DB)や JSON API (+DB) の手軽な自動生成を実現しています (RailsのコミッターがElixirの世界に参入し、RailsライクなPhoenixをコミットしている背景があります) このコマンド5発で、Web+DBが、テーブルの構築も含め、実現 されます JSON API+DBの場合は、上記コマンド中、下記1行が異なる だけで、Web+DBとほぼ変わらない手順でJSON APIが構築 できます # mix phoenix.new web --no-brunch # cd web # mix ecto.create # mix phoenix.gen.html Post posts title:string body:text # mix ecto.migrate # iex -S mix phoenix.server DB追加 DBに「title」「body」列を持つテーブルを定義 (同時にModelやController、Viewも定義) DBへのテーブル構築とMVCモジュール生成 # mix phoenix.gen.json Post posts title:string body:text
- 32. 31 ５．副作用の分離