envコマンドの話
Unix/Linuxにenvというコマンドがあります。何も引数を付けないで実行すると環境変数を表示しますが、表示には専用のコマンドprintenvがあります。env特有の機能は、環境変数を一時的に変更してからコマンドを実行できることです。この変更は一時的で、envによるコマンド実行が終わるともとの環境に戻ります。
例えば、UTF-8の日本語環境でmanコマンドを実行するには、env LANG=ja_JP.utf-8 man ls とします。逆に、日本語環境でdateの英語表示を得たいなら、env LANG=en date とします。
$ echo $LANG ja_JP.utf-8 $ date 2011年 9月 20日 火曜日 17:31:13 JST $ env LANG=en date Tue Sep 20 17:31:23 JST 2011 $ echo $LANG ja_JP.utf-8 $
env - とすると、すべての環境変数がクリアされます。env - に続けて環境変数設定を付けると、設定された環境変数だけの環境によりコマンドを実行できます。
$ printenv HOSTNAME=microapplications.net TERM=xterm SHELL=/bin/bash HISTSIZE=1000 SSH_CLIENT=::ffff:119.242.17.217 54054 22 SSH_TTY=/dev/pts/0 USER=hiyama LS_COLORS=no=00:fi=00:di=00;34:ln=00;36:pi=40;33:so=00;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=01;05;37;41:mi=01;05;37;41:ex=00;32:*.cmd=00;32:*.exe=00;32:*.com=00;32:*.btm=00;32:*.bat=00;32:*.sh=00;32:*.csh=00;32:*.tar=00;31:*.tgz=00;31:*.arj=00;31:*.taz=00;31:*.lzh=00;31:*.zip=00;31:*.z=00;31:*.Z=00;31:*.gz=00;31:*.bz2=00;31:*.bz=00;31:*.tz=00;31:*.rpm=00;31:*.cpio=00;31:*.jpg=00;35:*.gif=00;35:*.bmp=00;35:*.xbm=00;35:*.xpm=00;35:*.png=00;35:*.tif=00;35: KDEDIR=/usr MAIL=/var/spool/mail/hiyama PATH=/usr/local/python/bin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/hiyama/bin:/sbin:/usr/sbin INPUTRC=/etc/inputrc PWD=/home/hiyama LANG=ja_JP.utf-8 SHLVL=1 HOME=/home/hiyama LOGNAME=hiyama SSH_CONNECTION=::ffff:119.242.17.217 54054 ::ffff:219.94.153.157 22 LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s G_BROKEN_FILENAMES=1 _=/usr/bin/printenv $ env - printenv $ env - MYNEME=HIYAMA printenv MYNEME=HIYAMA $
環境変数の値を空にすると特定の環境変数だけをクリアできます。
$ printenv LS_COLORS no=00:fi=00:di=00;34:ln=00;36:pi=40;33:so=00;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=01;05;37;41:mi=01;05;37;41:ex=00;32:*.cmd=00;32:*.exe=00;32:*.com=00;32:*.btm=00;32:*.bat=00;32:*.sh=00;32:*.csh=00;32:*.tar=00;31:*.tgz=00;31:*.arj=00;31:*.taz=00;31:*.lzh=00;31:*.zip=00;31:*.z=00;31:*.Z=00;31:*.gz=00;31:*.bz2=00;31:*.bz=00;31:*.tz=00;31:*.rpm=00;31:*.cpio=00;31:*.jpg=00;35:*.gif=00;35:*.bmp=00;35:*.xbm=00;35:*.xpm=00;35:*.png=00;35:*.tif=00;35: $ env LS_COLORS= printenv HOSTNAME=microapplications.net TERM=xterm SHELL=/bin/bash HISTSIZE=1000 SSH_CLIENT=::ffff:119.242.17.217 54054 22 SSH_TTY=/dev/pts/0 USER=hiyama LS_COLORS= KDEDIR=/usr MAIL=/var/spool/mail/hiyama PATH=/usr/local/python/bin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin:/home/hiyama/bin:/sbin:/usr/sbin INPUTRC=/etc/inputrc PWD=/home/hiyama LANG=ja_JP.utf-8 SHLVL=1 HOME=/home/hiyama LOGNAME=hiyama SSH_CONNECTION=::ffff:119.242.17.217 54054 ::ffff:219.94.153.157 22 LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s G_BROKEN_FILENAMES=1 _=/bin/env $
例に挙げたコマンドラインをまとめておきましょう。
- env LANG=ja_JP.utf-8 man ls
- env LANG=en date
- env - printenv
- env - MYNEME=HIYAMA printenv
- env LS_COLORS= ls
例外付き計算とその双対
「例外付き計算とグロタンディーク構成」に次のような図を載せました。
正常終了時には型Bの値を出力して、異常終了時には型Xの例外を投げる計算単位fです。例外をキャッチした場合は次のようになります。
「双対性と環境付き計算」では、双対的な対応を示す次の表を挙げました。
| 例外 | 環境 |
|---|---|
| 出力 | 入力 |
| 直和 + | 直積 × |
| モノイド | 余モノイド |
| 余対角 ∇ | 対角 Δ |
| 始対象 0 | 終対象 1 |
| 例外型 | 環境型 |
この表の双対性に従い、例外処理とその双対を絵に描いてみます。
行きがかり上、例外型がEになって横っちょから飛び出していますが、左の絵が発生した例外をキャッチして次の処理gに渡す状況を表しています。左の図を180度回転したのが右の図です。右の図のEは環境型を意味し、fが使う環境をgが生成していることを示しています。「直和←→直積」の双対性を表すために色も変えています。青が直和、赤が直積です（「色付き絵算と分合律」も参照）。
念のために、左右の絵に出てくる計算単位（圏の射）のプロファイルを書いておきます。+:、:× は直和と直積の記号ですが、コロンの付いている側にそれぞれ例外型と環境型を書く約束です。
- 左 f:A → B +: E
- 左 g:B + E → C
- 右 g:C → E×B
- 右 f:E:×B → A
cotryとunclose
例外を起こすかもしれない計算 f:A → B +: E の例外をキャッチして正常出力 B + E にするには、f全体をtry-catchで囲めばいいですね。キーワードをtryだけにして、例外捕捉をしたfを try{f} と書くことにします。先の図の左側は、try{f};g と書けます。
双対的に、環境を参照するかもしれない計算 f:E:×B → A の環境を入力タプルの第一成分に含めて E×B としたものを cotry{f} と書くことにします。先の図の右側は、g;cotry{f} となります。
- 左 try{f};g : A → C
- 右 g;cotry{f} : C → A
cotry{f} では、fが使う環境をすべてgが供給しなくてはなりません。実用上これは不便なので、cotryを少し修正したuncloseという構成子を考えます。uncloseは次のように図示できます。
右左側*1を縦に走るEは不変（イミュータブル）な環境です。各計算単位は、Eのコピーを受け取り必要ならそれを使います。fの場合は、型Eの値をそのまま使うのではなくて、gからの出力の一部であるXの値とEの値をφで計算した結果を環境とします。
演算 φ:E×X → E としては次を考えています（いずれも、X = E を仮定します）。
- Eの値とXの値を“マージ”する。このとき、Xの値を優先する。
- Eの値を捨てて、Xの値をそのまま使う。
この2つの演算をφとして選んだときそれぞれ、unclose{f}, unclose-clear{f} と表記することにしましょう。環境データをJSONリテラルで書いて、デカルトペアリングを <-, ->、始対象（集合圏では単元集合）の恒等射をunitと書くことにすると、先のUnixコマンドラインは次のように書けることになります。
envを使ったコマンドライン：
- env LANG=ja_JP.utf-8 man ls
- env LANG=en date
- env - printenv
- env - MYNEME=HIYAMA printenv
- env LS_COLORS= ls
uncloseとunclose-clearを使った圏論的な記法：
- <{"LANG":"ja_JP.utf-8"}, unit> ; unclose{date}
- <{"LANG":"en"}, unit> ; unclose{date}
- <{}, unit> ; unclose-clear{printenv}
- <{"MYNAME":"HIYAMA"}, unit> ; unclose-clear{printenv}
- <{"LS_COLORS": undefined}, unit> ; unclose{ls}
undefinedは、その環境変数が未定義であることを示します。
CatyScriptの構文では次のようになります*2。
- [{"LANG":"ja_JP.utf-8"}, void] | unclose {date}
- [{"LANG":"en"}, void] | unclose {date}
- [{}, void] | unclose --clear {printenv}
- [{"MYNAME":"HIYAMA"}, void] | unclose --clear {printenv}
- [{"LS_COLORS": undefined}, void] | unclose {ls}
[追記]環境の注入は例外処理の双対なので、「シーケント計算と例外処理コード」と同じような方法で、uncloseを含んだ処理方式をシーケント計算の推論規則にすることができます。通常のシーケント計算では、正常処理と異常処理、入力と環境の区別をしないので、その点を補う必要がありますが、例外と環境付きの計算はシーケント計算と相性がいい体系です。[/追記]
