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参照用 記事

CatyScript2.0が完成

言語仕様を決めてから20ヶ月以上…。予定していた構文・機能は全部動くようになりました。バグはまー残っているでしょうし、パフォーマンスもこれから、後から追加した機能で中途半なモノもあります。が、擬似コード/机上コード(処理系なし)として書いたものが今は全て実行できます

以下、スクリプトコードを羅列するだけ。


まず、2010年11月に机上で書いた無限FizzBuzz。2011年の時点で(「CatyScriptで無限に動き続けるFizzBuzzが書けた」)は代替手段を使って動いていたのですが、今は当初の予定通りの繰り返し制御構造begin/repeatで動きます。

module sample;

/** 入力が、引数で指定された数で割り切れるかどうかを判定する */
command dividable [integer] :: integer -> (@True integer | @False integer)  {
 [
   [pass > n, %1] | num:mod, 
   0
 ] | eq | 
 when {
  True  => @True  %n,
  False => @False %n,
 }
};

/** 入力値を開始の数として、FizzBuzzを永遠に続ける。
 * 出力を生成することはないので、出力の型はneverである。
 */
command fizzbuzz-forever :: integer -> never {
 begin {
  dividable 15 |
  when {
    True  => [pass, ("Fizz Buzz" | cout)] | nth 1,      // 15の倍数
    False => dividable 3 |
      when {
        True  => [pass, ("Fizz" | cout)] | nth 1,       // 3の倍数
        False => dividable 5 |
          when {
            True  => [pass, ("Buzz" | cout)] | nth 1,   // 5の倍数
            False => [pass, (to-string | cout)] | nth 1 // その他
          }
      }
  } | sleep 1000 | num:inc | repeat
 }
};

次は「CatyScriptで記述するCatyシェル」で書いたシェル。これもbegin/repeatで繰り返し、例外捕捉try/catchも使っています。

/** quitコマンドであるかどうか判定する */
command quit-p :: string -> @True string | @False string {
 pass > in |
 text:regmatch "^\\s*quit\\s*$" |
 when {
   OK => @True  %in,
   NG => @False %in,
 }
};

/** エラーメッセージをコンソールに印字する */
command print-error :: void -> void {
 "ERROR" | cout
};

/** 評価して結果をコンソールに印字する */
command eval-print :: string -> void {
  try {eval} |
  catch {
   except => print-error,
   normal => xjson:pretty | cout
  }
};

/** シェルを実行する */
command shell :: void -> void {
  "Caty interactive shell" | cout;
  begin {
    "> " | cout --no-nl;
    cin | quit-p |
    when {
      True  => void, // ブロックを抜けて終了
      False => eval-print; repeat
    }
  }
};

CatyScriptに高階関数(関数を引数にする関数)はないのですが、文字列のevalを使うとモナドはけっこう簡単に書けます。典型的なモナドであるListモナドとMybeモナド。

/** コマンドライン文字列
 * CatyScriptは高階の対象(指数対象)を直接は扱えない。
 * しょうがないから、文字列として実行すべきコードを渡す。
 */
type commandStr = string(remark="コマンドライン文字列");


/** Listモナド台関手の対象部分 
 */
type List<T> = [T*];

/** Listモナドのその他の構成要素 
 */
class List {
  /** Listモナド台関手の射部分 
   * List型のmap関数
   */
  command map<S, T> [commandStr /* S -> T */] :: List<S> -> List<T> {
    each {
      [pass, %1] | eval
    }
  };

  /** モナド単位 */
  command unit<T> :: T -> List<T> {
    [pass]
  };
  /** モナド乗法 */
  command flatten<T> :: List<List<T>> -> List<T> {
    list:concat
  };
};

/** Maybeモナド台関手の対象部分 
 */
type Maybe<T> = {
  "defined": boolean,
  "value": T?,
};

/** Maybetモナドのその他の構成要素 
 */
class Maybe {
  /** Maybeモナド台関手の射部分 
   * Maybe型のmap関数
   */
  command map<S, T> [commandStr /* S -> T */] :: Maybe<S> -> Maybe<T> {
    pass > in |
    $.defined |
    cond {
      false => {"defined": false},
      true  => [%in | $.value, %1] | eval > value; {"defined": true, "value": %value},
    }
  };

  /** モナド単位 */
  command unit<T> :: T -> Maybe<T> {
    {"defined": true, "value": pass}
  };

  /** モナド乗法 */
  command flatten<T> :: Maybe<Maybe<T>> -> Maybe<T> {
    pass > in |
    $.defined |
    cond {
      false => {"defined": false},
      true  => %in | $.value.defined | 
        cond {
          false => {"defined": false},
          true  => {"defined": true, "value": (%in | $.value.value)},
        },
    }
  };
};

次のTreeRec(ツリーレコード)モナドはベキ等モナドですが、型の定義には再帰と型パラメータが使われています。

/** TreeRecモナド台関手の対象部分 
 * TreeRecは、再帰的な総称型である。
 */
type TreeRec<T> = {
  *: (T | TreeRec<T>)?
};

/** TreeRecモナドのその他の構成要素 
 */
class TreeRec {
  /** モナド台関手の射部分 
   * TreeRec型のmap関数
   * TreeRec型が再帰的なので、再帰的コマンドになる。
   */
  command map<S, T> [commandStr /* S -> T */] :: TreeRec<S> -> TreeRec<T> {
    each --obj {
      when {
        object => TreeRec.map<S, T> %1 ,
        *      => [pass, %1] | eval ,
      }
    }
  };

  /** モナド単位 */
  command unit<T> :: T -> TreeRec<T> {
    {"": pass}
  };

  /** モナド乗法 */
  command flatten<T> :: TreeRec<TreeRec<T>> -> TreeRec<T> {
    /* TreeRec はベキ等モナドである */
    pass
  };
};

最後に、僕が一番欲しかった/入れたかった機能はgoto制御(forward構文)なので、繰り返しではなくて、制御をピンポンして無限に Hello, world. を印字し続けるスクリプト。

/** Hello, と印字してworldにフォーワードする */
command hello :: void -> never {
 "Hello, " | cout --no-nl;
 forward sample:world
};

/** world. と印字してhelloにフォーワードする */
command world :: void -> never {
 "world." | cout;
 forward sample:hello
};