Applyの設計

LangExtでは、OptionやResultに対して関数を適用できる機能としてApplyモジュールを提供しています。 ここでは、このApplyの設計上の選択について説明します。

Applyとは

Applyモジュールは、OptionやResult（以降、モナド）に対して関数を適用する機能を提供します。

モナドに対しての関数適用は、Bind関数やクエリ式によって行われますが、Applyモジュールはそのファサードとして機能します。 このファサードは、クエリ式でfrom v in mとしたvをselectのみで使うだけの場合に有効です。

var res =
    from x in mx
    from y in my
    select x + y;

このコードは、Applyモジュールを使うことで以下のように変形できます。

var res = Apply.To(mx, my).By((x, y) => x + y);

selectの処理が関数化されている場合、更に単純に記述できます。

var res = Apply.To(mx, my).By(f);

名前の選択

Applyモジュールは、HaskellのApplicativeに影響を受けたので、最初は名前もそのまま輸入することを考えました。 ただし、C#はHaskellほど演算子オーバーロードを自由に行えず、演算子を使わずにApplicative.Applyのようにすると名前が長くなり ファサードとしての役割が弱くなってしまいます。

次に、名前を短くするために、Apply._やAp.plyという名前を考案しました。 しかしながら、これらは一見したときに分かりにくいため却下となりました。

C#にはメソッドチェーンという文化があります。 最終的には、Applyモジュールはこの文化にのっとり関数の適用の対象（To）と関数(By)を分離することにしました。 そして下記のようになりました。

Apply.To(o1, o2, ..., o16).By(func)

HaskellのApplicativeとは、適用の順番が逆であることに注意してください。 これは、C#では関数合成のサポートがなく、代わりにラムダ式を使う頻度が高いのでByの引数式のほうが長くなることを考慮したためです。

ファンクタについて

HaskellのApplicativeはモナドに対してではなくファンクタに対して適用が行われます。 しかし、C#では型クラスをエミュレートすることが難しく、各々のモナドをファンクタとして汎化することができません。 そのため、Applyモジュールでは、次のようにオーバーロードを使い各モナドをサポートしています。

public static class Apply
{
    public static ApplicativeOption<T1> To<T1>(Option<T1> m1) { ... }
    public static ApplicativeOption<T1, T2> To<T1, T2>(Option<T1> m1, Option<T2> m2) { ... }
    ...
    public static ApplicativeResult<T1, TFailure> To<T1, TFailure>(Result<T1, TFailure> m1) { ... }
    public static ApplicativeResult<T1, T2, TFailure> To<T1, T2, TFailure>(Result<T1, TFailure> m1, Result<T2, TFailure> m2) { ... }
    ...
}