融合変換とは？

融合変換（Fusion Transformation）は、複数の処理ステップを一つに融合（merge）することで、中間データ構造の生成を省いてメモリ使用量と処理速度を改善するコンパイラ最適化技法です。「ループ融合」「ストリーム融合」「deforestation（木の除去）」などとも呼ばれます。

たとえば、リストに対して map f (map g xs) と二度のmapを連鎖させると、通常は中間リストが生成されます。融合変換を適用すると map (f . g) xs のように一度のmapに変換され、中間リストのアロケーションが不要になります。

融合変換の主なアプローチには以下があります。

• ショートカット融合（shortcut fusion）：HaskellのGHCコンパイラで使われる手法で、foldr/buildという形式を介してリスト操作を融合する
• ストリーム融合：データをプルベースのストリームとして表現し、複数の変換を一度の走査にまとめる
• ループ融合：命令型プログラミングにおいて、同じ配列を走査する複数のループを一つに結合する

融合変換は特に関数型言語の処理系で積極的に採用されています。GHCはHaskellコードの最適化でショートカット融合を自動適用し、高い抽象度を持つコードを効率的な機械語に変換します。RustのイテレータAPIも同様の思想に基づいており、複数の変換を連鎖させても中間コレクションが生成されない設計になっています。