「ハイパースキーマまでの道」に書いた予定に従って、JSON向けのシンプルセレクターの次はパートという概念を定義します。
内容：
プロパティ／項目からパートへ
パートとは、“オブジェクトのプロパティ”や“配列の項目”を拡張した概念です。最初にプロパティと項目について復習しておきます。
xが、JavaScriptやJSONのオブジェクトデータのとき、x.foo や x["foo"] でプロパティにアクセスできます。yが配列なら、y[2] のようにして項目にアクセスできます。代入は、x.foo = 10, x.[2] = "hello" のようにします。以上のことを、メソッド記法を使って書いてみれば次のようになるでしょう。
- x.getProp("foo")
- y.getItem(2)
- x.setProp("foo", 10)
- y.setItem(2, "hello")
パートは、単一のプロパティや項目に限らず、複合データの任意の部分に名前を付けたものです。パートからの値の取得、パートへの値の代入が次のように行えます。
- z.getPart(パート名)
- z.setPart(パート名, パート値)
つまり、パートの目的は次の2つです。
- JSONデータから部分構造の抽出を行う。
- JSONデータの部分構造の更新を行う。
パートの例
次のデータを例とします。
{ "givenName" : "トン吉", "familyName" : "坂東", "birth" : { "year" : 1985, "month" : 10, "day" : 10, } }
このデータのスキーマは次のようだとします（Catyスキーマ言語による定義です）。
type Person = { "givenName" : string, "familyName" : string, // 日付の制約は厳密ではない "birth" : { "year" : integer, "month" : integer(minimum=1, maximum=12), "day" : integer(minimum=1, maximum=31), }?, "email" : string(format="email")? };
名前と生年だけを取り出すパートは次のように定義します。パートを定義するための構文は暫定的で、まだ確定はしてません。
part nameBYear = { "givenName" : %value("givenName"), "familyName" : %value("familyName"), "birthYear" : %value("birth.year") };
パート定義は型定義と似てますが、型名が入る部分に「value関数」の呼び出しが書かれています。value関数は、パス式*1を引数として値を取り出す関数です。パス式は「JSON向けのシンプルセレクター」で述べたセレクタ式の特別な形式（ワイルドカードなし）と思ってかまいません。パーセント記号は、関数呼び出しであることを明示するための目ジルシです。
最初に挙げたインスタンスデータをxとして x.getPart("nameBYear") の結果は次のデータとなります。
{ "givenName" : "トン吉", "familyName" : "坂東", "birthYear" : 1985 }
パートのドメイン型とコドメイン型
パートは、与えられたデータから別なデータを生成する関数と考えることができます。パート定義は簡単な関数定義と言えます。しかし、先のような定義では、関数のドメインとコドメインの型がハッキリしません。そこで次のような形で、パートのドメイン／コドメインを明示します。
type NameBYear = { "givenName" : string, "familyName" : string, "birthYear" : integer? }; part nameBYear <b>:: Person -> NameBYear</b> = { "givenName" : %value("givenName"), "familyName" : %value("familyName"), "birthYear" : %value("birth.year") };
Person -> NameBYear の部分がパートのドメイン／コドメインの指定で、プロファイルと呼ばれます。処理系が十分に賢ければ、パートのドメイン型定義とコドメイン型定義、そしてパートの定義自体を見て、これらが整合的かどうかをチェックできます。整合性のチェックとは、パートpに対して次のことを保証することです。
- xがドメイン型のインスタンスなら、x.getPart(p) はコドメイン型のインスタンスである。
- xがドメイン型のインスタンス、vがコドメイン型のインスタンスなら、x.setPart(p, v) はドメイン型のインスタンスである。
いつでもプロファイルが必要なわけではないので、パートのプロファイルは省略可能です。ドメイン型またはコドメイン型のどちらか一方を省略するときは、dont-careを意味するアンダースコアを使います。次がdont-careを使った例です。
part nameBYear :: Person -> _ = { "givenName" : %value("givenName"), "familyName" : %value("familyName"), "birthYear" : %value("birth.year") };
パートの利用例
パートは、JSONデータからハイパーリンク部分を抽出することを目的として考えたものなので、そのような例を挙げます。
まずは次の型定義； これは、画像を使った紙芝居ないしはスライドショーに使うようなWebページのデータ構造を想定しています。
type uri = string(format="uri"); type Page = { /** ホームへのリンク */ "home" : uri, /** 画像のURL */ "image" : uri, /** 画像に対する説明文 */ "description" : string, "links" : { /** 次のページ（があれば）へのリンク */ "next" : uri?, /** 前のページ（があれば）へのリンク */ "prev" : uri?, } };
このデータからハイパーリンクを抽出するためのパートを、次のように定義します。
type Anchor = { "rel" : string? // hrefが存在しないときはリンク先がないことを示す "href" : uri?, }; part home :: Page -> Anchor = { "rel" : "home", "href" : %value("home") }; part next :: Page -> Anchor = { "rel" : "next", "href" : %value("links.next") }; part prev :: Page -> Anchor = { "rel" : "prev", "href" : %value("links.prev") }; type PageLinks = { "home" : Anchor, "next" : Anchor, "prev" : Anchor }; part pageLinks :: Page -> PageLinks = { "home" : home, "next" : next, "prev" : prev, };
pageLinksパートを使ってgetPartすれば、Pageデータからハイパーリンク情報を取り出せます。このようなことを、もっと系統的に行う手段が、（まだ何も書いてませんけど）トリガー定義です。
BNFによるパート定義の構文
暫定的な構文ですが、いちおうBNF構文定義を。
パート定義 ::= 'part' 名前 プロファイル? '=' パート式 ';'
プロファイル ::= '::' ('_' | 型表現) '->' ('_' | 型表現)
パート式 ::= 値抽出 | スカラーリテラル | パート名 |
配列式 | オブジェクト式 | タグ付き式
値抽出 ::= '%' 'value' '(' ダブルクォートされたパス式 ')'
スカラーリテラル ::= {任意のJSONスカラーリテラル}
パート名 ::= 名前 /* 他で定義されたパート */
配列式 ::= '[' (パート式 (',' パート式)*)? ']'
オブジェクト式 ::= '{' 文字列 ':' パート式 '}'
タグ付き式 ::= タグ パート式
タグ ::= '@' (タグに許容できる名前 | 文字列)
パートに関する制約と代数構造
pがパートとして、そのプロファイルが p :: X -> V だとします。x∈X （xは型Xのインスタンス）、 v, w∈V （vとｗは型Vのインスタンス）だとして、次が成立しなくてはなりません。
- 次の2つの処理（状態遷移）の結果は完全に同じ。
- x.setPart(p, v); x.setPart(p, w)
- x.setPart(p, w)
- x.setPart(p, v) の後では、x.getPat(p) の値は v に等しい。
これは、変数からの値の取得と代入でも成立することです。ストレージの線形代数の観点からいうと、値の取得、値のコピー、破壊的代入などの操作は、まとめてフロベニウス代数とフロベニウス加群の構造を持ちます。破壊的代入に特有な特徴から、双代数上の双加群の構造も持ちます*2。これらの代数構造は、上の制約条件から導かれることです。
その他のこと
パートは、長年僕が手を変え品を変え、呼び名も変えて使い回してきた概念です。ファセット、ロール、仮想データとか。元データとパートを結ぶメカニズムもコネクター、ブリッジ、スパンとか。同じ概念でも、バッチ処理と対話処理では全然別物に見えます。パートには、あまり語られてない（と思われる）興味深い構造が色々あります。それはまたの機会に。
