2014-09-23

Categories: プログラミング デザイン

前回まで、過去を知ることでどう変わってきたかを見てきました。

今回は、未来を想像して見たいと思います。プログラミングをしている皆さんなら、きっと使っている言語の進化を実感していることでしょう。

そんな言語の進化は、今もどこかで誰かが、何らかのインスピレーションを受けて行っています。

そこで、今回は理想の言語とは何かを考えてみたいと思います。

（今回は私が理想とする条件なので、人によって変わってくると思います）

理想の言語の条件

挙動

• コンパイルが速い
• 動作が速い
• 起動が速い
• メモリ使用率が小さい

この2つは基本的な言語の性質ですね。全てを満たすことは難しいですが、改善する努力が必要でしょう。

例えば、Javaは動作は速いですが起動は遅く、起動を高速化する努力が一層必要です。

言語仕様

• 標準的な構文を用いている （ECMAScript 4〜6 を参考に）
• 学習コストが低い
• 変数定義が型宣言で始まらない （var foo:Foo = ...）
• 関数名が短い （Objective-Cは最悪）
• セミコロンが不要 （Pythonなど）
• 必ずしもクラス定義が必要でない （スクリプト言語として使いやすい）
• eval が存在することが望ましい （メタプログラミングの可能性）
• 低レイヤーへのアクセスが言語と独立している （JNIなど）
• 基本構文が少なく、ほとんどが高階関数で定義されている (Scalaなど)
• 静的型付け言語であれば、型推論ができる。（OCamlなど)
• 関数は全て第一級関数である （Scalaなど）
• 値は全てオブジェクトである （Rubyなど）
• シンボル（キーワード）が存在する （Rubyなど）
• デフォルトのモデレータはPublic （Scalaなど）
• 無名関数のシンタックスシュガーがある （ (x) -> x*x ）
• ほとんどの構文が式であり、値を返す （Rubyなど）
• 最後の式を返り値とする （Rubyなど）
• インラインドキュメントが書ける （JavaDocなど）
• アノテーションが書ける （Javaなど）
• コンストラクタは def initialize(...) とする （Rubyなど）
• シンタックスシュガーを複数用意する （Rubyなど）
• 暗黙の宣言による副作用は極力避ける （Scalaは最悪）
• 演算子のオーバーロードを制限付きで許容する （Rubyなど）

これらの性質は、可読性に優れ、スケーラブルであることが既に示されています。

また、高階関数を活用することで、より完結で学習コストの低い言語仕様が策定できます。

仮想マシン (VM)

• VMを再発明しない
• VMの起動が速い
• VMのメモリ使用が少ない
• GCのオーバーヘッドが小さい
• VMに限らないが、末尾再帰最適化をサポートする

VMは難しいところですが、JVMやNekoVM、LLVMのように、VMとして独立したものを利用することが、開発コストを下げ、VMの性能を向上させることに繋がると思います。

ライブラリ

• importができ、別名を付けることができる （Scalaなど）
• 部分importができる （Scalaなど）
• 標準ライブラリが充実している （Pythonなど）
• gemのようなバージョン管理システムがある （Rubyなど）

使用例（Examples）

Hello World

println "hello world"

条件付きで、括弧の省略を認める。

Fib

def fib(n: Int): Int {
    if(n < 2){
        n
    }else{
        fib(n-2) + fib(n-1)
    }
}

if式は値を返し、最後の式が返り値となる。

クラス

class Say<T> {
    var form: String

    def initialize(format: String){
        this.form = format
    }

    // 演算子のオーバーロード
    def [](val: T){
        println String.format(form, val);
    }
}

var say = new Say<String>("hello, %s"); // 型推論
say["world"]; // hello, world

Map

def double(list: List<Int>): List<Int> {
    list.map(n -> n*2) // 型推論
}

p double([1,2,3]) // [2,4,6]

Filter

def odds(list: List<Int>): List<Int> {
    list.filter(n -> n.odd?) // 型推論
}

p odds([1,2,3,4,5]) // [1,3,5]

Inject

def sum(list: List<Int>): Int {
    list.inject(:+)
}

p sum([1,2,3,4,5]) //  15

Fold Left

def join(list: List<String>): String {
    list.foldL(_ + _) // シンタックスシュガー
}

p join(["hello", " ", "world"]) //  (("hello" + " ") + "world") => "hello world"

Fold Right

def subRev(list: List<Int>): Int {
    list.foldR(_ - _) // シンタックスシュガー
}

p subRev([1,2,3]) //  (1 - (2 - 3)) => 2

マップ（辞書）

var ages = ["Tom": 16, "Mary": 21, "Bosh", 34] // 型推論

p ages.keys.filter(key -> ages[key] < 20) // ["Tom"]

マクロ

macro def nil!(expr: Expr){
    "#{expr} = nil"
}

var a = "foo"
nil!(a) // コンパイル時に実行

まとめ

今回は理想の言語を自由に考えてみました。

同じことを自分でやってみると、案外楽しいと思いますよ。

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