Pragmatic Functional Programming

実践的な関数型プログラミング

まずはこれを読んでください。 このガイドでは、学術的な専門用語を避け、本当に重要なことを紹介します。圏論も、抽象的な理論もありません。コードをより良くするパターンだけを扱います。

黄金律

関数型プログラミングによってコードが読みにくくなるなら、使わないでください。

FP はツールであって、宗教ではありません。役立つときに使い、そうでないときは使わないでください。

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FP の 80/20

次の 5 つのパターンで、メリットの大部分を得られます。ほかのことを探求する前に、まずこれらを習得しましょう。

1. Pipe：処理を明確につなぐ

関数呼び出しを入れ子にしたり、中間変数を作成したりする代わりに、読み進める順に処理をつなぎます。

import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Before: Hard to read (inside-out)
const result = format(validate(parse(input)))

// Before: Too many variables
const parsed = parse(input)
const validated = validate(parsed)
const result = format(validated)

// After: Clear, linear flow
const result = pipe(
  input,
  parse,
  validate,
  format
)

pipe を使うとき：

• 同じデータに対して 3 つ以上の変換を行う場合
• 使い捨ての変数に名前を付けていることに気づいた場合
• ロジックを上から下へ読むほうが分かりやすい場合

pipe を使わないとき：

• 処理が 1～2 個だけの場合（直接呼び出せば十分です）
• 処理同士が自然につながらない場合

2. Option：null チェックなしで値の欠落に対処する

あちこちに if (x !== null && x !== undefined) と書くのはやめましょう。

import * as O from 'fp-ts/Option'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Before: Defensive null checking
function getUserCity(user: User | null): string {
  if (user === null) return 'Unknown'
  if (user.address === null) return 'Unknown'
  if (user.address.city === null) return 'Unknown'
  return user.address.city
}

// After: Chain through potential missing values
const getUserCity = (user: User | null): string =>
  pipe(
    O.fromNullable(user),
    O.flatMap(u => O.fromNullable(u.address)),
    O.flatMap(a => O.fromNullable(a.city)),
    O.getOrElse(() => 'Unknown')
  )

平易な言葉で言うと：

• O.fromNullable(x) = 「この値をラップし、null／undefined を『何もない』として扱う」
• O.flatMap(fn) = 「値があれば、この関数を適用する」
• O.getOrElse(() => default) = 「中身を取り出す。何もなければ、このデフォルト値を使う」

3. Either：エラーを明示する

予期される失敗に対して例外をスローするのはやめましょう。エラーを値として返します。

import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Before: Hidden failure mode
function parseAge(input: string): number {
  const age = parseInt(input, 10)
  if (isNaN(age)) throw new Error('Invalid age')
  if (age < 0) throw new Error('Age cannot be negative')
  return age
}

// After: Errors are visible in the type
function parseAge(input: string): E.Either<string, number> {
  const age = parseInt(input, 10)
  if (isNaN(age)) return E.left('Invalid age')
  if (age < 0) return E.left('Age cannot be negative')
  return E.right(age)
}

// Using it
const result = parseAge(userInput)
if (E.isRight(result)) {
  console.log(`Age is ${result.right}`)
} else {
  console.log(`Error: ${result.left}`)
}

平易な言葉で言うと：

• E.right(value) = 「この値で成功」
• E.left(error) = 「このエラーで失敗」
• E.isRight(x) = 「成功したか？」

4. Map：取り出さずに変換する

コンテナーから値を取り出さずに、その中の値を変換します。

import * as O from 'fp-ts/Option'
import * as E from 'fp-ts/Either'
import * as A from 'fp-ts/Array'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Transform inside Option
const maybeUser: O.Option<User> = O.some({ name: 'Alice', age: 30 })
const maybeName: O.Option<string> = pipe(
  maybeUser,
  O.map(user => user.name)
)

// Transform inside Either
const result: E.Either<Error, number> = E.right(5)
const doubled: E.Either<Error, number> = pipe(
  result,
  E.map(n => n * 2)
)

// Transform arrays (same concept!)
const numbers = [1, 2, 3]
const doubled = pipe(
  numbers,
  A.map(n => n * 2)
)

5. FlatMap：失敗する可能性のある処理をつなぐ

各ステップで失敗する可能性がある場合、それらをつなぎます。

import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

const parseJSON = (s: string): E.Either<string, unknown> =>
  E.tryCatch(() => JSON.parse(s), () => 'Invalid JSON')

const extractEmail = (data: unknown): E.Either<string, string> => {
  if (typeof data === 'object' && data !== null && 'email' in data) {
    return E.right((data as { email: string }).email)
  }
  return E.left('No email field')
}

const validateEmail = (email: string): E.Either<string, string> =>
  email.includes('@') ? E.right(email) : E.left('Invalid email format')

// Chain all steps - if any fails, the whole thing fails
const getValidEmail = (input: string): E.Either<string, string> =>
  pipe(
    parseJSON(input),
    E.flatMap(extractEmail),
    E.flatMap(validateEmail)
  )

// Success path: Right('[email protected]')
// Any failure: Left('specific error message')

平易な言葉で言うと： flatMap は「これが成功したら、次のことを試す」という意味です。

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FP を使わないとき

関数型プログラミングが常に正解とは限りません。シンプルにしておくべき場合を紹介します。

単純な null チェック

// Just use optional chaining - it's built into the language
const city = user?.address?.city ?? 'Unknown'

// DON'T overcomplicate it
const city = pipe(
  O.fromNullable(user),
  O.flatMap(u => O.fromNullable(u.address)),
  O.flatMap(a => O.fromNullable(a.city)),
  O.getOrElse(() => 'Unknown')
)

単純なループ

// A for loop is fine when you need early exit or complex logic
function findFirst(items: Item[], predicate: (i: Item) => boolean): Item | null {
  for (const item of items) {
    if (predicate(item)) return item
  }
  return null
}

// DON'T force FP when it doesn't help
const result = pipe(
  items,
  A.findFirst(predicate),
  O.toNullable
)

パフォーマンスが重要なコード

// For hot paths, imperative is faster (no intermediate arrays)
function sumLarge(numbers: number[]): number {
  let sum = 0
  for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {
    sum += numbers[i]
  }
  return sum
}

// fp-ts creates intermediate structures
const sum = pipe(numbers, A.reduce(0, (acc, n) => acc + n))

チームが FP を知らない場合

コードを読めるのがあなただけなら、それは良いコードではありません。

// If your team knows this pattern
async function getUser(id: string): Promise<User | null> {
  try {
    const response = await fetch(`/api/users/${id}`)
    if (!response.ok) return null
    return await response.json()
  } catch {
    return null
  }
}

// Don't force this on them
const getUser = (id: string): TE.TaskEither<Error, User> =>
  pipe(
    TE.tryCatch(() => fetch(`/api/users/${id}`), E.toError),
    TE.flatMap(r => r.ok ? TE.right(r) : TE.left(new Error('Not found'))),
    TE.flatMap(r => TE.tryCatch(() => r.json(), E.toError))
  )

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すぐに効果が出る改善：今日からできる簡単な変更

1. 入れ子になった三項演算子を pipe + fold に置き換える

// Before: Nested ternary nightmare
const message = user === null
  ? 'No user'
  : user.isAdmin
    ? `Admin: ${user.name}`
    : `User: ${user.name}`

// After: Clear case handling
const message = pipe(
  O.fromNullable(user),
  O.fold(
    () => 'No user',
    (u) => u.isAdmin ? `Admin: ${u.name}` : `User: ${u.name}`
  )
)

2. try-catch を tryCatch に置き換える

// Before: try-catch everywhere
let config
try {
  config = JSON.parse(rawConfig)
} catch {
  config = defaultConfig
}

// After: One-liner
const config = pipe(
  E.tryCatch(() => JSON.parse(rawConfig), () => 'parse error'),
  E.getOrElse(() => defaultConfig)
)

3. undefined を返す処理を Option に置き換える

// Before: Caller might forget to check
function findUser(id: string): User | undefined {
  return users.find(u => u.id === id)
}

// After: Type forces caller to handle missing case
function findUser(id: string): O.Option<User> {
  return O.fromNullable(users.find(u => u.id === id))
}

4. エラー文字列を型付きエラーに置き換える

// Before: Just strings
function validate(data: unknown): E.Either<string, User> {
  // ...
  return E.left('validation failed')
}

// After: Structured errors
type ValidationError = {
  field: string
  message: string
}

function validate(data: unknown): E.Either<ValidationError, User> {
  // ...
  return E.left({ field: 'email', message: 'Invalid format' })
}

5. エラー型に const アサーションを使う

// Create specific error types without classes
const NotFound = (id: string) => ({ _tag: 'NotFound' as const, id })
const Unauthorized = { _tag: 'Unauthorized' as const }
const ValidationFailed = (errors: string[]) =>
  ({ _tag: 'ValidationFailed' as const, errors })

type AppError =
  | ReturnType<typeof NotFound>
  | typeof Unauthorized
  | ReturnType<typeof ValidationFailed>

// Now you can pattern match
const handleError = (error: AppError): string => {
  switch (error._tag) {
    case 'NotFound': return `Item ${error.id} not found`
    case 'Unauthorized': return 'Please log in'
    case 'ValidationFailed': return error.errors.join(', ')
  }
}

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よくあるリファクタリング：変更前と変更後

コールバック地獄を Pipe に置き換える

// Before
fetchUser(id, (user) => {
  if (!user) return handleNoUser()
  fetchPosts(user.id, (posts) => {
    if (!posts) return handleNoPosts()
    fetchComments(posts[0].id, (comments) => {
      render(user, posts, comments)
    })
  })
})

// After (with TaskEither for async)
import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'

const loadData = (id: string) =>
  pipe(
    fetchUser(id),
    TE.flatMap(user => pipe(
      fetchPosts(user.id),
      TE.map(posts => ({ user, posts }))
    )),
    TE.flatMap(({ user, posts }) => pipe(
      fetchComments(posts[0].id),
      TE.map(comments => ({ user, posts, comments }))
    ))
  )

// Execute
const result = await loadData('123')()
pipe(
  result,
  E.fold(handleError, ({ user, posts, comments }) => render(user, posts, comments))
)

複数の null チェックを Option チェーンに置き換える

// Before
function getManagerEmail(employee: Employee): string | null {
  if (!employee.department) return null
  if (!employee.department.manager) return null
  if (!employee.department.manager.email) return null
  return employee.department.manager.email
}

// After
const getManagerEmail = (employee: Employee): O.Option<string> =>
  pipe(
    O.fromNullable(employee.department),
    O.flatMap(d => O.fromNullable(d.manager)),
    O.flatMap(m => O.fromNullable(m.email))
  )

// Use it
pipe(
  getManagerEmail(employee),
  O.fold(
    () => sendToDefault(),
    (email) => sendTo(email)
  )
)

複数のチェックによる検証

// Before: Throws on first error
function validateUser(data: unknown): User {
  if (!data || typeof data !== 'object') throw new Error('Must be object')
  const obj = data as Record<string, unknown>
  if (typeof obj.email !== 'string') throw new Error('Email required')
  if (!obj.email.includes('@')) throw new Error('Invalid email')
  if (typeof obj.age !== 'number') throw new Error('Age required')
  if (obj.age < 0) throw new Error('Age must be positive')
  return obj as User
}

// After: Returns first error, type-safe
const validateUser = (data: unknown): E.Either<string, User> =>
  pipe(
    E.Do,
    E.bind('obj', () =>
      typeof data === 'object' && data !== null
        ? E.right(data as Record<string, unknown>)
        : E.left('Must be object')
    ),
    E.bind('email', ({ obj }) =>
      typeof obj.email === 'string' && obj.email.includes('@')
        ? E.right(obj.email)
        : E.left('Valid email required')
    ),
    E.bind('age', ({ obj }) =>
      typeof obj.age === 'number' && obj.age >= 0
        ? E.right(obj.age)
        : E.left('Valid age required')
    ),
    E.map(({ email, age }) => ({ email, age }))
  )

Promise チェーンを TaskEither に置き換える

// Before
async function processOrder(orderId: string): Promise<Receipt> {
  const order = await fetchOrder(orderId)
  if (!order) throw new Error('Order not found')

  const validated = await validateOrder(order)
  if (!validated.success) throw new Error(validated.error)

  const payment = await processPayment(validated.order)
  if (!payment.success) throw new Error('Payment failed')

  return generateReceipt(payment)
}

// After
const processOrder = (orderId: string): TE.TaskEither<string, Receipt> =>
  pipe(
    fetchOrderTE(orderId),
    TE.flatMap(order =>
      order ? TE.right(order) : TE.left('Order not found')
    ),
    TE.flatMap(validateOrderTE),
    TE.flatMap(processPaymentTE),
    TE.map(generateReceipt)
  )

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読みやすさのルール

FP パターンを使う前に、次のように考えてください。「若手の開発者にも理解できるだろうか？」

凝りすぎ（避ける）

const result = pipe(
  data,
  A.filter(flow(prop('status'), equals('active'))),
  A.map(flow(prop('value'), multiply(2))),
  A.reduce(monoid.concat, monoid.empty),
  O.fromPredicate(gt(threshold))
)

ちょうどよい（推奨）

const activeItems = data.filter(item => item.status === 'active')
const doubledValues = activeItems.map(item => item.value * 2)
const total = doubledValues.reduce((sum, val) => sum + val, 0)
const result = total > threshold ? O.some(total) : O.none

中間のアプローチ（多くの場合、最適）

const result = pipe(
  data,
  A.filter(item => item.status === 'active'),
  A.map(item => item.value * 2),
  A.reduce(0, (sum, val) => sum + val),
  total => total > threshold ? O.some(total) : O.none
)

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チートシート

やりたいこと	平易な言葉で言うと	fp-ts
null／undefined に対処する	「この nullable 値をラップする」	O.fromNullable(x)
値がない場合のデフォルト	「何もなければ、これを使う」	O.getOrElse(() => default)
値がある場合に変換する	「何かあれば、それを変更する」	O.map(fn)
nullable な処理をつなぐ	「何かあれば、これを試す」	O.flatMap(fn)
成功を返す	「成功しました。この値を返します」	E.right(value)
失敗を返す	「失敗しました。理由はこちらです」	E.left(error)
例外をスローする関数をラップする	「これを試し、エラーを捕捉する」	E.tryCatch(fn, onError)
どちらの場合にも対処する	「エラーならこちら、成功ならあちらを実行する」	E.fold(onLeft, onRight)
処理をつなぐ	「これを実行し、次にあれを実行する」	pipe(x, fn1, fn2, fn3)

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次のステップに進むタイミング

こうしたパターンに慣れたら、次の項目を試してみましょう。

1. TaskEither - 失敗する可能性のある非同期処理（Promise + try/catch を置き換えます）
2. Validation - 最初のエラーで停止せず、すべてのエラーを収集します
3. Reader - クラスを使わずに依存性を注入します
4. Do 記法 - 複数のバインディングをより簡潔に記述できます

ただし、焦る必要はありません。ここで紹介した基本だけで、実際の場面の 80％ に対応できます。ツールを増やす前に、まずはこれらに慣れましょう。

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まとめ

1. 3 つ以上の操作には pipe を使います
2. null になり得る値の連鎖には Option を使います
3. 失敗する可能性のある操作には Either を使います
4. ラップされた値の変換には map を使います
5. 失敗する可能性のある操作の連鎖には flatMap を使います
6. 読みやすさが損なわれる場合は FP を避けます
7. シンプルに保ちましょう。チームが読めないコードは、良いコードではありません。