Kotlinの関数型について

Kotlinは、Javaとの高い互換性を維持しながら、関数型プログラミング（Functional Programming, FP）の考え方を強力に取り入れた言語です。

ただし、KotlinはHaskellのような純関数型言語ではなく、

オブジェクト指向（OOP）を基盤としつつ、関数型スタイルを強く支援する言語

という立ち位置にあります。

本記事では、Kotlinにおける「関数型」の意味を正確な定義・実装仕様・実務での使い所まで含めて解説します。

Kotlinにおける「関数型」とは何か

Kotlinの関数型プログラミングの特徴は以下に集約されます。

• 関数を値として扱える（第一級関数）
• 関数を引数・戻り値として扱える（高階関数）
• ラムダ式の構文が簡潔で実用的
• 不変データ（イミュータブル）を使いやすい
• 宣言的なコレクション操作が可能
• OOPと対立せず、補完的に使える

重要なのは、Kotlinは関数型を強制しないという点です。

命令型・OOP・関数型を状況に応じて使い分ける設計が前提になっています。

関数は「値」として扱える（第一級関数）

Kotlinでは、関数そのものを値として扱えます。

val add: (Int, Int) -> Int = { a, b -> a + b }

この (Int, Int) -> Int が 関数型（function type） です。

関数型の構造

(引数1の型, 引数2の型, ...) -> 戻り値の型

呼び出しは通常の関数と同じです。

add(2, 3) // 5

名前付き関数と関数参照

通常の関数も、関数型として扱えます。

fun multiply(a: Int, b: Int): Int = a * b

val calc: (Int, Int) -> Int = ::multiply

ここで使っている ::multiply は 関数参照（function reference） です。

補足

• 関数参照は「関数そのもの」ではなく、関数を指す参照値
• オーバーロードがある場合、型指定が必要になることがある

高階関数（関数を引数に取る関数）

関数型プログラミングの中核です。

fun calculate(
    a: Int,
    b: Int,
    operation: (Int, Int) -> Int
): Int {
    return operation(a, b)
}

使用例

calculate(10, 5) { x, y -> x - y }

トレーリングラムダ

• 最後の引数が関数の場合、括弧の外に書ける
• Kotlinの関数型が実用的である最大の理由の一つ

ラムダ式の構文と省略ルール

基本形

{ x: Int, y: Int -> x + y }

型推論

{ x, y -> x + y }

暗黙引数 it

list.map { it * 2 }

正確な条件

• 引数が1つ
• 引数名を明示的に書かない

list.map { x -> x * 2 } // itは使わない

コレクション操作と関数型スタイル

Kotlinの標準ライブラリは、関数型スタイルを強く支援しています。

val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)

val result = numbers
    .filter { it % 2 == 1 }
    .map { it * 10 }
    .fold(0) { acc, value -> acc + value }

println(result) // 90

特徴

• 「どう処理するか」より「何をしたいか」が明確
• 状態を持たず、処理が直線的に読める
• テストしやすい

不変性（イミュータブル）と副作用

副作用が発生しやすい例

var sum = 0
numbers.forEach { sum += it }

• 問題は forEach ではなく、外部の可変状態を書き換えていること

副作用を排除した例

val sum = numbers.sum()

または

val sum = numbers.fold(0) { acc, value -> acc + value }

Kotlinでは「不変 + 関数合成」が安全な設計につながります。

純粋関数（Pure Function）

純粋関数の条件

• 同じ入力に対して常に同じ出力
• 外部状態を変更しない

fun add(a: Int, b: Int): Int = a + b

注意点

• Kotlinには「この関数は純粋」と保証する言語機構はない
• 設計・規約として純粋に保つのが前提

関数型インターフェース（SAM）

fun interface ClickListener {
    fun onClick(x: Int)
}

val listener = ClickListener { x ->
    println("Clicked: $x")
}

• JavaのSAMと完全互換
• Kotlinでは fun interface により明示的に定義可能

inline / noinline / crossinline

なぜ inline が必要か

• ラムダが外部変数をキャプチャすると、Functionオブジェクトが生成される
• 頻繁な呼び出しではオーバーヘッドになる

inline fun measure(block: () -> Unit) {
    val start = System.currentTimeMillis()
    block()
    println(System.currentTimeMillis() - start)
}

非ローカルreturn

inline fun f(block: () -> Unit) {
    block()
}

fun g() {
    f { return } // g()からreturnできる
}

• 非ローカルreturnは inline ラムダでのみ可能

crossinline

• 非ローカルreturnを禁止する
• ラムダを別スレッド・別場所で実行する可能性がある場合に必須

Kotlinにおける関数型設計のメリット

• テスト容易性が高い
• 状態バグが減る
• 宣言的で読みやすい
• 並行処理と相性が良い
• UI・データ変換・ビジネスロジックに強い

実務での使い分け指針

領域	推奨
データ変換	関数型
状態管理	不変 + 関数
UIイベント	SAM + ラムダ
高頻度処理	inline併用
複雑な状態	OOPと併用

次のステップ

• Sequence：遅延評価による効率化
• Result：Kotlin標準の例外を値として扱う仕組み
• Either：Arrowなど外部ライブラリで使われる関数型データ型
• Coroutine / Flow：関数型と相性が良い非同期処理モデル

まとめ

• Kotlinは純関数型言語ではない
• 関数型は「選択肢として強力に支援」されている
• 不変性・副作用分離・高階関数が設計の鍵
• OOPと対立せず、併用が前提
• inlineと非ローカルreturnは中級者の分水嶺

以上、Kotlinの関数型についてでした。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。