Algebraic Effects

programming-paradigmcomputer-sciencetype-theory

副作用を「宣言」と「処理」に分離する仕組み。

プログラマ向けの一言

throw と try/catch の一般化。 例外を投げるのと同じように任意の副作用を「投げ」て、ハンドラで「受けて」処理する。ただし例外と違って処理後に元の場所に戻れる。

コードで理解する

// 例外: 投げたら戻れない
function example() {
  const x = 1;
  throw new Error("boom"); // ← ここで脱出。二度と戻れない
  return x + 1;            // ← 到達しない
}

// Algebraic Effects: 投げた後に「戻れる」
// （TypeScript には存在しないが、概念を疑似コードで）
//
// function example() {
//   const x = 1;
//   const name = perform AskName();  // ← 副作用を「投げる」
//   return `${name}: ${x + 1}`;     // ← ハンドラが値を返すと、ここから再開
// }
//
// handle example() {
//   AskName() => resume("Alice")     // "Alice" を返して、perform の位置に戻る
// }
// → "Alice: 2"

Generator で模倣する

// JS の Generator は Algebraic Effects に最も近い既存の機能

function* program(): Generator<{ type: string; payload?: any }, string, any> {
  const name: string = yield { type: "ask", payload: "名前は？" };
  const age: number = yield { type: "ask", payload: "年齢は？" };
  return `${name} (${age})`;
}

// ハンドラ: 副作用をどう処理するか決める
function handleWithDefaults(gen: Generator) {
  let result = gen.next();
  while (!result.done) {
    if (result.value.type === "ask") {
      // 副作用を処理して、結果を gen に「戻す」
      result = gen.next("default");
    }
  }
  return result.value;
}

function handleInteractive(gen: Generator) {
  let result = gen.next();
  while (!result.done) {
    if (result.value.type === "ask") {
      const answer = prompt(result.value.payload); // 本当にユーザーに聞く
      result = gen.next(answer);
    }
  }
  return result.value;
}

// 同じ program に対してハンドラを差し替えられる
// → テスト時はモック、本番はリアルI/O
// → 副作用の「宣言」と「実装」が分離される

Monad との違い

// Monad: 副作用を「型の中に閉じ込める」
//   → Promise<T>, Option<T>, Result<T, E>
//   → 合成するには flatMap/chain が必要。ネストが深くなりがち

// Algebraic Effects: 副作用を「投げて」ハンドラに処理させる
//   → 直接的なコードが書ける（CPS 変換を言語がやる）
//   → 複数の副作用を自由に組み合わせられる

// Monad は「色付き関数」問題を起こす（async 関数は async からしか呼べない等）
// Algebraic Effects はこの問題を起こさない

実装がある言語

押さえどころ（カード化候補）

関連

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