続・ゲンバのSwift

1. Developer Day 続・ゲンバのSwift 1 D-1 安達勇一クラスメソッド株式会社 Ⓒ Classmethod, Inc. 2015年03月29日 #cmdevio2015

2. 2 安達勇一 • 2013/12 入社 • TwitterID: @UsrNameu1 • Github: https://github.com/UsrNameu1 • Blog: http://dev.classmethod.jp/ author/yad • で連載やってます

3. Topics for today • Enum • Collection API • BrightFutures 3Ⓒ Classmethod, Inc.

5. Enum • 離散値とEnum • リソースとEnum • エラーとEnum 5Ⓒ Classmethod, Inc.

6. 離散値とEnum • 決まった数値のみ許容するAPIのEndpoint : 6Ⓒ Classmethod, Inc. POST api/v1/user [ { "name" : "Tarou", "gender" : 1 }, { "name" : "Yoko", "gender" : 2 } ]

7. 離散値とEnum • 決まった数値のみ許容するAPIのEndpoint : 7Ⓒ Classmethod, Inc. POST api/v1/user [ { "name" : "Tarou", "gender" : 1 }, { "name" : "Yoko", "gender" : 2 } ] 決まった数値以外は 400 Bad Request

8. 離散値とEnum • 対応するモデル 8Ⓒ Classmethod, Inc. struct User { let name: String let gender: Int }

9. 離散値とEnum • 対応するモデル 9Ⓒ Classmethod, Inc. struct User { let name: String let gender: Int } 違う、そうじゃない! struct User { let name: String let gender: Gender } enum Gender: Int { case Male = 1 case Female = 2 }

10. 離散値とEnum • 限られた値しかとらない数値はEnumにすることで… →APIエラーを防げる 10Ⓒ Classmethod, Inc. POST api/v1/user [ { "name" : "Tarou", "gender" : 1 }, { "name" : "Yoko", "gender" : 2 } ] 決まった数値以外は 400 Bad Request

11. 離散値とEnum • 限られた値しかとらない数値はEnumにすることで… 11Ⓒ Classmethod, Inc. switch user.gender { case 1 : println(“male”) case 2 : println(“female”) default : assert(false, “error”) }

12. 離散値とEnum • 限られた値しかとらない数値はEnumにすることで… →網羅性チェックによりassertionを書く手間を省ける 12Ⓒ Classmethod, Inc. switch user.gender { case .Male : println(“male”) case .Female : println(“female”) }

13. 13Ⓒ Classmethod, Inc. 離散値はEnumにして IOを型として束縛

15. リソースとEnum • Enumで宣言された値に対する • NSLocalizedString • UIImage →Objective-Cではコンバータやカテゴリ拡張を別に実装するなどで対処。 15Ⓒ Classmethod, Inc.

16. リソースとEnum • Enumで宣言された値に対する • NSLocalizedString • UIImage →SwiftではEnumに直接書けるようになりました！ 16Ⓒ Classmethod, Inc.

17. リソースとEnum • NSLocalizedStringを性別に対して取得 17Ⓒ Classmethod, Inc. enum Gender: Int { case Male = 1 case Female = 2 } extension Gender { var localizedString: String { switch self { case .Male: return NSLocalizedString(“male”, comment: “”) case .Female: return NSLocalizedString(“female”, comment: “”) } } }

18. リソースとEnum • UIImageを性別に対して取得 18Ⓒ Classmethod, Inc. enum Gender: Int { case Male = 1 case Female = 2 } extension Gender { var thumbImage: UIImage { switch self { case .Male: return UIImage(named: “male”) case .Female: return UIImage(named: “female”) } } }

19. リソースとEnum • Before • After 19Ⓒ Classmethod, Inc. cell.thumbImage = [UIImage thumbImageWithGender: gender]; cell.title = [NSString localizedStringWithGender: gender]; cell.thumbImage = gender.thumbImage cell.title = gender.localizedString

20. 20Ⓒ Classmethod, Inc. Enumに紐付くリソースは自身で管理・記述を簡潔化

22. エラーとEnum • Objective-Cでの典型的なエラーハンドリング（ライトバック渡し） 22Ⓒ Classmethod, Inc. NSError *error = nil; NSData *aData = [NSData dataWithContentsOfURL:pathURL options:NSDataReadingUncached error:&error]; if (!error) { // エラーがない時の処理 } else { // エラーがある時の処理 }

23. エラーとEnum • エラーハンドリングについてはほぼ定形の処理 • エラーが無い時に続けて簡単に処理を書きたい… • Optionalでは何のエラーかわからない… 23Ⓒ Classmethod, Inc.

24. エラーとEnum 24Ⓒ Classmethod, Inc. • エラーハンドリングについてはほぼ定形の処理 • エラーが無い時に続けて簡単に処理を書きたい… • Optionalでは何のエラーかわからない… そのお悩み Result<T>が解決します！！！！

25. エラーとEnum • Result<T> 25Ⓒ Classmethod, Inc. public enum Result<T> { case Success(Box<T>) case Failure(NSError) public init(_ value: T) { self = .Success(Box(value)) } } public final class Box<T> { public let value: T public init(_ value: T) { self.value = value } } エラーの可能性を持った値コンパイラによるエラー回避の為のBoxクラス

26. エラーとEnum • Before • After 26Ⓒ Classmethod, Inc. - (NSData *)dataWithURL:(NSURL *)filePathURL error:(NSError *)error { // エラーがあるときにはerrorにポインタを渡し // エラーがない時にnilでないNSData*を返す。 } func dataWithURL(url: NSURL) -> Result<NSData> { // エラーがあるときもない時もResult型を返す。 }

27. エラーとEnum • map in Optional<T> 27Ⓒ Classmethod, Inc. // Noneの可能性をもった値を let someInt = “127”.toInt() // Noneの可能性を保ったまま中身だけ変更 someInt.map { val in val + 1 }

28. エラーとEnum • map in Optional<T> 28Ⓒ Classmethod, Inc. Some None Optional<T> Optional map(f: T -> U) T None U None f

29. エラーとEnum • map in Result<T> 29Ⓒ Classmethod, Inc. extension Result { func map(f: T -> U) -> Result { switch self { case .Success(let box) : return .Success(Box(f(box.value))) case .Failure(let err) : return .Failure(err) } } } エラーの可能性を保って中の値をマッピングする

30. エラーとEnum • map in Result<T> 30Ⓒ Classmethod, Inc. // NSErrorの可能性をもった値を let someInt = Result(127) // NSErrorの可能性を保ったまま中身だけ変更 someInt.map { val in val + 1 } エラーの可能性を保って中の値をマッピングする

31. エラーとEnum 31Ⓒ Classmethod, Inc. Success Failure Result<T> Result map(f: T -> U) T NSError U NSError f • map in Result<T>

32. エラーとEnum • ﬂatMap in Optional<T> (Swift 1.2) 32Ⓒ Classmethod, Inc. // Noneの可能性をもった値を let someStr: String? = “127” // 中身があったら新しい // Noneの可能性をもった値に変更 let someInt = someStr?.toInt() Optional Chaining

33. エラーとEnum • ﬂatMap in Optional<T> (Swift 1.2) 33Ⓒ Classmethod, Inc. // Noneの可能性をもった値を let someInt = “127”.toInt() // 中身があったら新しい // Noneの可能性をもった値に変更する someInt.flatMap { val as? UInt8 } // Noneの可能性をもった値を let someStr: String? = “127” // 中身があったら新しい // Noneの可能性をもった値に変更 let someInt = someStr.flatMap { str in str.toInt() }

34. エラーとEnum • ﬂatMap in Optional<T> (Swift 1.2) 34Ⓒ Classmethod, Inc. // Noneの可能性をもった値を let someInt = “127”.toInt() // 中身があったら新しい // Noneの可能性をもった値に変更する someInt.flatMap { val as? UInt8 } // Noneの可能性をもった値を let someStr: String? = “127” // 中身があったら新しい // Noneの可能性をもった値に変更 let someInt = someStr.flatMap(String.toInt) 無引数インスタンスメソッドを関数として扱う

35. エラーとEnum 35Ⓒ Classmethod, Inc. Some None Optional<T> T None f ﬂatMap(f: T -> Optional) Optional U None • ﬂatMap in Optional<T> (Swift 1.2)

36. エラーとEnum 36Ⓒ Classmethod, Inc. extension Result { func flatMap(f: T -> Result) -> Result { switch self { case .Success(let box) : return f(box.value) case .Failure(let err) : return .Failure(err) } } } 新しいエラー可能性を持つ値にマッピングしてマージ • ﬂatMap in Result<T>

37. エラーとEnum • ﬂatMap in Result<T> 37Ⓒ Classmethod, Inc. // NSErrorの可能性をもった値を let someInt = Result(127) // 中身があったら新しい // 新しいNSErrorの可能性をもった値に変更 someInt.flatMap{ val in Result(val + 1)} 新しいエラー可能性を持つ値にマッピングしてマージ

38. エラーとEnum 38Ⓒ Classmethod, Inc. Success Failure Result<T> T NSError f ﬂatMap(f: T -> Result) Result U NSError • ﬂatMap in Result<T>

39. 39Ⓒ Classmethod, Inc. Enumでエラーの可能性を持つ値を作る

40. 40Ⓒ Classmethod, Inc.

42. Collection API • 実践 CollectionAPI • map, ﬁlter, reduce • ﬂatMap(Swift 1.2) 42Ⓒ Classmethod, Inc.

43. let names = users.map { user in user.name } println(names) 実践 CollectionAPI • Swiftのコードでfor文は一回も使わなかった 43Ⓒ Classmethod, Inc. var names = [String]() for user in users { names.append(user.name) } println(names) マッピングのたびにコード領域に変数が一つ加わる変数という状態を考えずに済む

44. let totalAge = users.reduce(0) { total, user in total + user.age } println(totalAge) 実践 CollectionAPI • Swiftのコードでfor文は一回も使わなかった 44Ⓒ Classmethod, Inc. var totalAge = 0 for user in users { totalAge += user.age } println(totalAge) 集計の際に変数1つがコード領域に加わる集計の際に変数は考えなくていい

45. 実践 CollectionAPI • コード量を大幅に削減できた 45Ⓒ Classmethod, Inc. - (NSArray *)namesForUsers:(NSArray *)users { NSMutableArray *names = [NSMutableArray new]; for(User *user in users) { [names addObject:user.name]; } return [NSArray arrayWithArray:names]; } のようなマッピング用のメソッド、処理がmap一つで書ける

46. 実践 CollectionAPI • メモリ管理のためにunownedやweakを使う 46Ⓒ Classmethod, Inc. users.map { [weak self] user in self?.names.append(user.name) return Void() } • map等のクロージャでselfを使う場合は循環参照の可能性からweak, unownedを考慮する • 設計を考え直す

47. 47Ⓒ Classmethod, Inc. 関数フローを用いコード領域からできるだけ状態を排する

48. Collection API • 実践 CollectionAPI • map, ﬁlter, reduce • ﬂatMap(Swift 1.2) 48Ⓒ Classmethod, Inc.

49. map, ﬁlter, reduce • map 49Ⓒ Classmethod, Inc. Array<T> Array map(transform: T -> U) T U T T U U transform

50. map, filter, reduce • filter 50Ⓒ Classmethod, Inc. Array<T> Array<T> filter(includeElement: T -> Bool) T T T true/false T T includeElement

51. map, ﬁlter, reduce • reduce 51Ⓒ Classmethod, Inc. Array<T> reduce(initial: U, combine: (U, T) -> U) T combine T T U U initial

52. map, ﬁlter, reduce • 文字列の配列のうち、二文字以上のものを選び、文字数のトータルを集計する 52Ⓒ Classmethod, Inc. Before NSArray *strings = [@“aaaa”, @“bbb”, @“c”, @“dd”]; NSUInteger totalLengthForStrings = 0; for(NSString *string in strings) { NSUInteger lengthOfString = string.length if (lengthOfString >= 2) { totalLengthForStrings += lengthOfString } } NSLog(@“%ld”, totalLengthForStrings) // 9

53. map, ﬁlter, reduce • 文字列の配列のうち、二文字以上のものを選び、文字数のトータルを集計する 53Ⓒ Classmethod, Inc. After let strings = [“aaaa”, “bbb”, “c”, “dd”] let totalCount = strings.map(countElements) .filter { count in count >= 2 } .reduce(0, +) println(totalCount) // 9

54. 54Ⓒ Classmethod, Inc. コレクションを関数フローで整形・選択・集計する

55. Collection API • 実践 CollectionAPI • map, filter, reduce, sorted, first, last • flatMap(Swift 1.2) 55Ⓒ Classmethod, Inc.

56. 56Ⓒ Classmethod, Inc. ﬂatMap(Swift 1.2) let strings = [“aaaa”, “bbb”] let bothCaseStrings = strings.flatMap { str in [str.uppercaseString, str.lowercaseString] } println(bothCaseStrings) // [“aaaa”, “AAAA”, “bbb”, “BBB”]

57. 57Ⓒ Classmethod, Inc. ﬂatMap(Swift 1.2) Array<T> Array ﬂatMap(transform: T -> [U]) T U transform T T U U U U U

60. BrightFuture • Futures in Swift • Future • Promise • メソッド概観 • Pluggable Activities 60Ⓒ Classmethod, Inc.

61. • Swiftz https://github.com/typelift/swiftz • BrightFutures https://github.com/Thomvis/BrightFutures 61Ⓒ Classmethod, Inc. Futures in Swift

62. • Swiftz 関数型プログラミングインターフェイスをSwiftに追加 62Ⓒ Classmethod, Inc. Futures in Swift

63. • Swiftz 多くの演算子はHaskellやF#から由来している中には • (Option+8) などの特殊文字もある 63Ⓒ Classmethod, Inc. Futures in Swift

64. • Swiftz 非同期を扱う為のクラスFutureも抽象度の高い基底クラスを有するため採用見送り 64Ⓒ Classmethod, Inc. Futures in Swift

65. • Swiftz 非同期を扱う為のクラスFutureも抽象度の高い基底クラスを有するため採用見送り 65Ⓒ Classmethod, Inc. Futures in Swift

66. 66Ⓒ Classmethod, Inc. BrightFutures

68. 68 コールバックハンドラでの非同期処理

69. 69Ⓒ Classmethod, Inc. Future • Objective-Cでの典型的な非同期ハンドリング [[SomeTaskManager sharedInstance] taskWithCompletion:^(NSData *data, NSError *err) { if (err) { // エラーハンドリング } else { // エラーがない時の処理 } }];

70. 70Ⓒ Classmethod, Inc. Future • エラーハンドリングについてはほぼ定形の処理 • エラーが無い時に続けて簡単に処理を書きたい… • 非同期処理がまたがる度にネストが深くなっていく

71. 71Ⓒ Classmethod, Inc. Future • エラーハンドリングについてはほぼ定形の処理 • エラーが無い時に続けて簡単に処理を書きたい… • 非同期処理がまたがる度にネストが深くなっていくそのお悩み Future<T>が解決します！！！！

72. 72Ⓒ Classmethod, Inc. public class Future<T> { var result: Result<T>? = nil ... } 非同期処理エラーの可能性を持った値 Future public enum Result<T> { case Success(Box<T>) case Failure(NSError) } エラーの可能性を持った値 Result<T>は実装に入っている

73. 73Ⓒ Classmethod, Inc. Future Success Failure T NSError Pending None Some(Result<T>) • Futureの取りうる状態は３つ非同期処理中非同期処理完了

74. 74Ⓒ Classmethod, Inc. Future • Futureをつくる public func future<T>( context c: ExecutionContext = Queue.global, task: () -> T ) -> Future<T> let futureValue = future { // 何か重い処理 return 返り値 } 必要に応じてキューを指定する（Queueはdispatch_queue_tのラッパー）

75. 75 Futureは非同期エラーの可能性をもった値

77. 77Ⓒ Classmethod, Inc. Promise • Future<T>の生成に利用 func someTask() -> Future<NSData> { let promise = Promise<NSData>() SomeTaskManager.sharedInstance .taskWithCompletion { data, err in if err != nil { // エラーハンドリング promise.failure(err) } else { // エラーがない時の処理 promise.success(data) } } return promise.future }

78. 78Ⓒ Classmethod, Inc. Promise • 「約束」「契約」を表すオブジェクト func someTask() -> Future<NSData> { let promise = Promise<NSData>() SomeTaskManager.sharedInstance .taskWithCompletion { data, err in if err != nil { // エラーハンドリング promise.failure(err) } else { // エラーがない時の処理 promise.success(data) } } return promise.future } コールバックが一回きり呼ばれる契約を表す Futureをエラーで完了させる Futureを成功で完了させる

79. 79Ⓒ Classmethod, Inc. Promise • 非同期処理が呼ばれた証として Future<T>オブジェクトを発行 func someTask() -> Future<NSData> { let promise = Promise<NSData>() SomeTaskManager.sharedInstance .taskWithCompletion { data, err in if err != nil { // エラーハンドリング promise.failure(err) } else { // エラーがない時の処理 promise.success(data) } } return promise.future } Futureを発行する

81. 81Ⓒ Classmethod, Inc. • BrightFutures と BoltsFrameworkの比較 - (BFTask *)someTask { BFTaskCompletionSource *task = [BFTaskCompletionSource taskCompletionSource]; [[SomeTaskManager sharedInstance] taskWithCompletion:^(NSData *data, NSError *err) { if (err) { [task setError:err]; } else { [task setResult:data]; } }]; return task.task; } Promise Sourseの生成完了処理 BFTaskをSourceから生成

82. 82Ⓒ Classmethod, Inc. • BrightFutures と BoltsFrameworkの比較 func someTask() -> Future<NSData> { let promise = Promise<NSData>() SomeTaskManager.sharedInstance() .taskWithCompletion { data, err in if err != nil { promise.failure(err) } else { promise.success(data) } } return promise.future } Promise Promiseの生成完了処理 FutureをPromiseから生成

83. 83Ⓒ Classmethod, Inc. Promise • Promiseは発行したら必ず成功かエラーを一回だけ発行するように実装 • Promiseに複数の成功を送るとランタイムエラーを起こす • 複数回呼ばれるようなDelegateとは相性が悪い

84. 84 コールバックハンドラには Promiseを用いてFutureを生成

86. 86Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 • onComplete in Future<T> onComplete( callback: Result<T> -> Void ) -> Future<T> T NSError None Result<T> callback Future<T>

87. 87Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 futureTask.onComplete { result in switch result { case .Success(let val): () case .Failure(let err): () } } 非同期計算の結果にかかわらす Result<T> を返却 • onComplete in Future<T>

88. 88Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 • onSuccess in Future<T> onSuccess( callback: T -> Void ) -> Future<T> T NSError None Result<T> callback Future<T>

89. 89Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 • onSuccess in Future<T> futureTask.onSuccess { value in // T型のvalueに対する処理 } 非同期計算が成功した場合 Tを返却

90. 90Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 • onFailure in Future<T> onFailure( callback: NSError -> Void ) -> Future<T> T NSError None Result<T> Future<T> callback

91. 91Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 futureTask.onFailure { error in // NSError型のerrorに対する処理 } 非同期計算が成功した場合 NSError を返却 • onFailure in Future<T>

93. 93Ⓒ Classmethod, Inc. // 非同期エラーの可能性をもった値を let futureData = someTask() // Future<NSData>型の返り値 // 非同期エラーの可能性を保ったまま中身だけ変更 futureData.map { data in NSString( data: data, encoding: NSUTF8StringEncoding ) } // Future<NSString>型の返り値メソッド概観 • map in Future<T>

94. 94Ⓒ Classmethod, Inc. メソッド概観 • ﬂatMap in Future<T> Future<T> Future ﬂatMap(f: T -> Future) T NSError U NSError f None

95. 95Ⓒ Classmethod, Inc. // 非同期エラーの可能性をもった値を let someURLString = someURLTask()// Future<String>型の返り値 // 中身がエラーでなければ続きの // 非同期エラー可能性をもった値を評価 someURLString.flatMap(fetchData) // fetchData: Stringを引数にもち // Future<NSData>を返り値に持つ関数メソッド概観 • ﬂatMap in Future<T>

96. 96 非同期処理を定形的なハンドリングで記述

98. • 非同期処理のまとまり毎にFutureを生成 98Ⓒ Classmethod, Inc. Pluggable Activities →非同期処理同士を抜き差し、順序入替しやすくなった Web API Task App DB Task Web API TaskApp DB Task

99. • 非同期処理のまとまり毎にFutureを生成 99Ⓒ Classmethod, Inc. Pluggable Activities Web API App DB HeavyTaskInfrastructure Use case Authentication UserLogic →ロジックが非同期を要する処理かどうかがわかりやすくなった

100. →アクティビティ図とコードが対応するようになった 100Ⓒ Classmethod, Inc. Pluggable Activities User Event API Call DB Update NSError NSError Success • 非同期処理のまとまり毎にFutureを生成

101. 101 Futureでアカルイ非同期処理

103. 103 おまけ

105. Topics for today • Enum • Collection API • BrightFutures 105Ⓒ Classmethod, Inc. Optional<T> Result<T> Array<T> Future<T>

106. 106

107. • Enum • Collection API • BrightFutures 107Ⓒ Classmethod, Inc. Optional<T> Result<T> Array<T> Future<T> map map(f: T -> U) -> U? map(f: T -> U) -> Result map(f: T -> U) -> Array map(f: T -> U) -> Future

108. • Enum • Collection API • BrightFutures 108Ⓒ Classmethod, Inc. flatMap Optional<T> Result<T> Array<T> Future<T> flatMap(f: T -> U?) -> U? flatMap(f: T -> Result) -> Result flatMap(f: T -> Array) -> Array flatMap(f: T -> Future) -> Future

109. 109Ⓒ Classmethod, Inc. map ・ ﬂatMapを適用できる型を抽象化 XXX<T> map(f: T -> U) -> XXX ﬂatMap(f: T -> XXX) -> XXX Functor・Applicative・Monadへ

110. 110

続・ゲンバのSwift

Yuichi Adachi

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