Lispは関数型言語

Lispは関数型言語

(ではない)

Lisp is (not) a functional language

pixiv Inc.

USAMI Kenta

2025-06-15 #fp_matsuri

関数型まつり 2025

お前誰よ

• うさみけんた (@tadsan) / Zonu.EXE / にゃんだーすわん
• ピクシブ株式会社 pixiv事業本部 Webエンジニアリングチーム PHPer
• 2012年末から現職、APIとかCIとかいろいろなところを見つめてきました
• 最近はピクシブ百科事典(dic.pixiv.net)も開発しています
• Emacs PHP Modeを開発しています (2017年-)
• プログラミング言語にちょっとこだわりのある素人 (spcamp2010)

私とλ

• プログラミング苦手なのでいろんな言語をつまみぐいしてきました
• 2010年… 魔法言語 リリカル☆Lispに出会う
• 2011年… 「β簡約！λカ娘」(同人誌)を読む

アルバイト先のF#マスターに単純型なしラムダ計算を教わる

• 2012年… SICPを解いてSchemeをちょっとかじる
• 2013年… Emacs Lispパッケージをごりごり書きはじめる

楽しみましたか？

Scott Wlaschinさんの招待講演、最高でしたね…

関数型言語使ってますか？

関数型プログラミングしてますか？

みなさまそれぞれの「関数型」観があると思います

map/reduceが使えたら関数型？

λ関数型言語とはλ (私の偏見に基く認識)

C言語

Python

Lisp

動的／静的の壁

ML系

Haskell

• 関数定義ができれば関数型言語だよ派
• ファーストクラスの関数抽象があれば関数型言語だよ派
• 標準ライブラリで高階関数(map/reduce)が扱えればいいよ派
• 代数的データ型が扱えない言語は関数型言語じゃないよ派
• 型推論の完全性がある静的型付き言語が関数型だよ派
• 関数型というのは純粋関数型のことだよ派
• モナディックな表示的意味論を持つ言語だよ派

日本人も漢字使ってるし中国語読めるでしょ？

関数型得意だしLisp書けるでしょ？

いやいや…

厳しい…

それくらい「関数型」アプローチは多様

Lispで「関数プログラミング」してますか？

Lisp族の中ですら言語(方言)ごとに文化が違う

みなさんはLispをご存じですか

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 関数型プログラミング より引用

1958年登場の言語

(現役では最古級)

C言語

puts("foo")

Ruby(

puts "foo"

Lisp(

(puts "foo")

(imaginary)

(((((LISP)))))

(((カッコが多い)))

カッコだらけの構文 (S式)

• (a b c) のように並べたリストを構文の基本単位とする
• 式と文の区別はない。全てが式。
• このリストによるコードをS-expressionと呼ぶ
• 日本語ではS式 (またはS表現とも)
• Lisp族の言語の構文に基礎であるほか、

WebAssembly テキスト形式 (.wat) でも採用されている

結構ひとによって印象が違う言語だと思う

(Lispって結局何-p)

虚実に包まれたLisp

ということで

関数型言語

(じゃないの！？？)

話をきいてください

そもそも関数型ってなんだ

「関数型」と呼んだのはジョンバッカス(1977年)

“Can programming be liberated from the von Neumann style?: a functional style and its algebra of programs: Communications of the ACM: Vol 21, No 8”より引用

combinatory logic

コンビネータ論理

(1929年-)

λ-calculus

ラムダ計算

(1930年代-)

(λ計算)

λx.λy.x

(Haskell)

λx.λy.x

\x -> \y => \x

(const)

(JavaScript)

λx.λy.x

x => y => x

(太古のJavaScript)

λx.λy.x

function (x) {

return function (y) {

return x;

};

};

(PHP)

λx.λy.x

fn($x) => fn($y) => $x

単純型なしλ計算はチューリング完全であることが知られている

関数と適用しかないが工夫して制御構造もデータ構造も作れる

こういう積み重ねで現代の関数型っぽい要素が整理された

レキシカルスコープとか不変性とかカリー化とか型推論とか代数的データ型とか遅延評価とかモナドとか関数合成とか参照透過とか

で、Lispはどういう関数型言語なの？

λ関数型言語とはλ (私の偏見に基く認識)

C言語

Python

Lisp

動的／静的の壁

ML系

Haskell

• 関数定義ができれば関数型言語だよ派
• ファーストクラスの関数抽象があれば関数型言語だよ派
• 標準ライブラリで高階関数(map/reduce)が扱えればいいよ派
• 代数的データ型が扱えない言語は関数型言語じゃないよ派
• 型推論の完全性がある静的型付き言語が関数型だよ派
• 関数型というのは純粋関数型のことだよ派
• モナディックな表示的意味論を持つ言語だよ派

関数型的な主観だけで比較してしまうとLispとPHPは同等

Lispは関数型言語

ではない

Lisp is NOT a functional language

pixiv Inc.

USAMI Kenta

2025-06-15 #fp_matsuri

関数型まつり 2025

λ-calculus

ラムダ計算

(1930年代-)

LISPはラムダ計算の実装ではない

(すくなくとも初期は)

LISPと変数スコープ

• 初期のLISP(LISP1〜MACLISP)は変数スコープの概念が未確立
• レキシカルスコープかダイナミックスコープかが定かではない(!)

FUNARG問題

• 1975年に登場したSchemeではクロージャ(レキシカルスコープ)が導入
• 1984年に登場したCommon Lispはレキシカルスコープが基本だが、

スペシャル変数として定義することでダイナミックスコープも使える

(PHP)

λx.λy.x

fn($x) => fn($y) => $x

(Scheme)

λx.λy.x

(lambda (x)

(lambda (y)

x))

(Racket)

λx.λy.x

(λ (x) (λ(y) x))

Lispでもラムダ計算できるが書きやすくはない

関数の純粋性を担保する仕組みが不足している

とはいえ関数プログラミングの道具は揃っている

その道具をどう使うかによってLispの文化がある

LISPとLisp系言語

• 「方言」と呼ばれるが、C言語とC#とJavaとJavaScriptくらい違う
• Scheme:

比較的シンプルな言語仕様と衛生的マクロ

• Common Lisp: 機能豊富で処理系も多い
• Clojure：

関数型重視でJVMで動く。Rich Hickeyの哲学

• Emacs Lisp:

GNU Emacsで動く。Emacsそのもの

機能的にはどのLispでも他のスタイルで書ける

「初めての人のためのLISP [増補改訂版]」 より引用竹内郁雄著, 2010年3月9日 初版第1刷発行, 翔泳社刊(電子書籍版を底本とする)

Lispは関数型言語ではないが能力と文化によって実現している

＿人人人人人人人＿＞ Lispは雑草 ＜‾Y^Y^Y^Y^Y^‾

Emacs Lisp

広く普及したLispでありながらLispらしくないと敬遠された

Emacs Lispの弱点

• クロージャと真正のレキシカルスコープがなかった
• マクロで擬似的に再現したレキシカルスコープはあった
• 末尾再帰最適化がない
• カジュアルに副作用がある
• 名前空間 (パッケージ) がない
• リーダーマクロがない
• Emacsと密結合している

Emacs Lisp (elisp)

• Richard Stallman (RMS)のこだわりのLisp方言
• RMSが最近も機能追加しようとしている
• 現存するメジャーな方言ではCommon Lisp寄りではあるが結構違う
• Lisp Machine LispやGosling MLispの影響がある
• Common Lisp風の機能はcl-libという標準ライブラリで同梱

Emacs

• Lispを内蔵したエディタというべきか、

言語処理系にエディタ機能がついているべきか

• init.el というファイルにLispで設定を書くが、

初期化設定とEmacsで動かす機能の開発には境目がまったくない

• Lispが動く仮想的なLispマシンそのもの
• Evilという互換性が極めて高いVimインターフェイスが実装されている

Emacs Lispの弱点

• クロージャと真正のレキシカルスコープがなかった
• マクロで擬似的に再現したレキシカルスコープはあった
• 末尾再帰最適化がない
• カジュアルに副作用がある
• 名前空間 (パッケージ) がない
• リーダーマクロがない
• Emacsと密結合している

• Emacsの検索には副作用があるが -p のついた述語関数で避けられる
• (declare (side-effect-free t)) で純粋関数としてマークできる

Emacs Lisp

かつては不出来な末っ子扱い現在は必死に追い上げている

Lispはマルチパラダイム

Lisp Machine

AIブームを牽引した専用機(1970年代後半-)

そういう機械が40年以上前にあった

「Multi-Paradigm Language TAO」より引用https://www.nue.org/nue/tao/bitao/s001.html

この写真は国産LISPマシンのELISなので本家Emacsの開発経緯とは直接関係ないのだが内蔵されたZENというEmacs風独自エディタの日本語入力メソッドKanzenが後のSKKに繋がりIME史に影響を及ぼしている

TAO/ELISの特徴は現代Lispには受け継がれていない

どのLispも多かれ少なかれマルチパラダイム

Lispは関数型の枠に留まっていない

Lispのパワーの根源はS式・マクロ

Lisp一族の雑草のような生命力にご期待ください！