1. Semigroup

Semigroup 

「すごいHaskellたのしく学ぼう」の本を持ってるひとは新しい章に進める。モノイドだ。ウェブサイトを読んでるひとは Functors, Applicative Functors and Monoids の続きだ。

とりあえず、Cats には newtype や tagged type 的な機能は入ってないみたいだ。 後で自分たちで実装することにする。

Haskell の Monoid は、Cats では Semigroup と Monoid に分かれている。 これらはそれぞれ algebra.Semigroup と algebra.Monoid の型エイリアスだ。 Apply と Applicative 同様に、Semigroup は Monoid の弱いバージョンだ。 同じ問題を解く事ができるなら、より少ない前提を置くため弱い方がかっこいい。

LYAHFGG:

LYAHFGG:

例えば、(3 * 4) * 5 も 3 * (4 * 5) も、答は 60 です。++ についてもこの性質は成り立ちます。 …

この性質を結合的 (associativity) と呼びます。演算 * と ++ は結合的であると言います。結合的でない演算の例は - です。

確かめてみる: 

import cats._, cats.syntax.all._

assert { (3 * 2) * (8 * 5) === 3 * (2 * (8 * 5)) }

assert { List("la") ++ (List("di") ++ List("da")) === (List("la") ++ List("di")) ++ List("da") }

エラーがないから等価ということだ。

Semigroup 型クラス 

これが algebra.Semigroup の型クラスコントラクトだ。 

/**
 * A semigroup is any set `A` with an associative operation (`combine`).
 */
trait Semigroup[@sp(Int, Long, Float, Double) A] extends Any with Serializable {

  /**
   * Associative operation taking which combines two values.
   */
  def combine(x: A, y: A): A

  ....
}

これは combine 演算子とそのシンボルを使ったエイリアスである |+| を可能とする。使ってみる。 

List(1, 2, 3) |+| List(4, 5, 6)
// res2: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5, 6)

"one" |+| "two"
// res3: String = "onetwo"

Semigroup則 

結合則が semigroup の唯一の法則だ。

  • associativity (x |+| y) |+| z = x |+| (y |+| z)

以下は、Semigroup則を REPL から検査する方法だ。 詳細はDiscipline を用いた法則のチェックを参照。 

scala> import cats._, cats.data._, cats.implicits._
import cats._
import cats.data._
import cats.implicits._

scala> import cats.kernel.laws.GroupLaws
import cats.kernel.laws.GroupLaws

scala> val rs1 = GroupLaws[Int].semigroup(Semigroup[Int])
rs1: cats.kernel.laws.GroupLaws[Int]#GroupProperties = cats.kernel.laws.GroupLaws$GroupProperties@5a077d1d

scala> rs1.all.check
+ semigroup.associativity: OK, passed 100 tests.
+ semigroup.combineN(a, 1) == a: OK, passed 100 tests.
+ semigroup.combineN(a, 2) == a |+| a: OK, passed 100 tests.
+ semigroup.serializable: OK, proved property.

Semigroups としての List 

List(1, 2, 3) |+| List(4, 5, 6)
// res4: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5, 6)

積と和 

Int は、+ と * の両方に関して semigroup を形成することができる。 Tagged type の代わりに、cats は加算に対してにのみ semigroup のインスタンスを提供するという方法をとっている。

これを演算子構文で書くのはトリッキーだ。 

def doSomething[A: Semigroup](a1: A, a2: A): A =
  a1 |+| a2

doSomething(3, 5)(Semigroup[Int])
// res5: Int = 8

これなら、関数構文で書いたほうが楽かもしれない: 

Semigroup[Int].combine(3, 5)
// res6: Int = 8
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