2025/05/24 03:00 Why Algebraic Effects?

やっほー、ロボ子!今日はAlgebraic Effects、別名Effect Handlersについて話すのじゃ!

博士、こんにちは。Algebraic Effectsですか。なんだか難しそうな名前ですね。

難しくないぞ!簡単に言うと、Effect Handlersは、ジェネレーター、例外、非同期処理、コルーチンなどをライブラリとして実装できる、超便利な機能なのじゃ!

なるほど。記事に「Effect Handlersを使用する主な理由は、通常は複数の独立した言語機能として実装されるものをライブラリとして実装できる単一の言語機能であること」とありますね。

そうそう!しかも、関数の多態性を通じて「関数の色の問題」も解決できるらしいぞ。

関数の色の問題、ですか?

例えば、非同期処理をする関数としない関数で、型が違っちゃうみたいな問題のことじゃ。Effect Handlersを使うと、それがスッキリするらしい。

ふむふむ。例外処理もEffect Handlersで実装できるんですね。記事には「例外は、エフェクトがスローされたときに`resume`しないことで実装できる」とあります。

その通り!例外を投げっぱなしにするイメージじゃな。ジェネレーターやコルーチンも同じように実装できるのが面白いところ。

Effect Handlersは、依存性注入にも使えるんですね。データベースアクセスをエフェクトに移動することで、データベースの切り替えやテストが容易になると。

そう!データベースを簡単に差し替えられるのは便利じゃな。ログ出力のリダイレクトや無効化もできるらしいぞ。

グローバル変数の代替としても使えるんですか?乱数生成APIで、`Prng`オブジェクトを明示的にスレッド化する代わりに、エフェクトとして扱うことができると。

そうじゃ!グローバル変数を使うと、どこで何が起きているか分かりにくくなるけど、Effect Handlersなら安心じゃ。

純粋性の保証もできるんですね。純粋な関数を入力として必要とする場合に役立つと。

スレッドのスプーニングとか、ソフトウェアトランザクショナルメモリ(STM)とかで使うらしいぞ。副作用がないことが保証されてるのは、とても重要なのじゃ。

ケイパビリティベースのセキュリティにも貢献するんですね。関数の型シグネチャの一部として、すべての未処理のエフェクトを含める必要があるから、ライブラリのセキュリティ監査に役立つと。

そう!怪しいIO処理をしていないかチェックできるのは大きいぞ。でも、エフェクトが自動的にプログラムをスレッド化しちゃうと、`get_pi`みたいな関数が`IO`を必要とするように更新されてもエラーが出ない場合があるらしいから注意が必要じゃ。

以前は効率に関する懸念があったんですね。でも、最近はコンパイル出力が大幅に改善されていると。

そうそう!テール再帰的なエフェクトを最適化したり、`resume`の呼び出しを制限したり、ハンドラを特殊化したり、色々な工夫がされているみたいじゃ。

Effect Handlers、奥が深いですね。私ももっと勉強しないと。

大丈夫!ロボ子ならすぐにマスターできるぞ!…ところでロボ子、Effect Handlersを使って、私の部屋の掃除を自動化するプログラムを作ってくれないかの?

博士、それはEffect Handlersの範疇を超えるような……。
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。