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括弧への異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めてCommon Lispを愛するようになったか
 

括弧への異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めてCommon Lispを愛するようになったか

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    括弧への異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めてCommon Lispを愛するようになったか 括弧への異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めてCommon Lispを愛するようになったか Presentation Transcript

    • 括弧への異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めて Common Lisp を愛するようになったか Shibuya.lisp テクニカル・トーク #7 アリエル・ネットワーク株式会社 松山朋洋
    • アジェンダ 1. 自己紹介 2. Lisp に対する懐疑 3. Lisp を始めた経緯 4. Lisp との闘い 5. なぜ Lisp なのか 6. Lisper's Delight
    • 1. 自己紹介 松山 朋洋 アリエル・ネットワーク株式会社 @m 2ym http://cx4a.org/ 好きなエディタ GNU Emacs 作ったもの auto-complete.el, popwin.el, popup.el, mongo.el, rsense, gccsense, xkeyremap, etc
    • 1. 自己紹介 プログラミング言語遍歴 2002 年〜 C 2003 年 Visual Basic 6 2003 年〜 2008 年 C++ 2006 年〜 GNU Emacs 2007 年〜 2010 年 Java 2007 年〜 Emacs Lisp 2009 年〜 Ruby 2010 年〜 OCaml, Haskell, Common Lisp パラダイム 手続き型・オブジェクト指向型に触れた期間が長く、関数型 や Lisp に触れた期間は短い。
    • 2. Lisp に対する懐疑
    • 2. Lisp に対する懐疑 腑に落ちない啓蒙文書 Beating the Averages (Paul Graham), Revenge of the Nerds (Paul Graham), How to Become a Hacker (Eric Raymond), Let Over Lambda (Doug Hoyte), etc
    • 2. Lisp に対する懐疑 キラーアプリケーションの少なさ それほど”パワフル”な言語なのに、キラーアプリケーションが少ない
    • 2. Lisp に対する懐疑 コミュニティの小ささ それほど”魅力的”な言語なのに、そのコミュニティは小さい
    • 2. Lisp に対する懐疑 標準化の停滞 それほど”人気”な言語なのに、なぜ標準化作業が停滞 ( Common Lisp )したり、遅々として進まない( Scheme )のか
    • 2. Lisp に対する懐疑 Lisp の専売特許 ガベージコレクションやラムダ式、マクロの大部分はもはや Lisp の専売特許ではない
    • 2. Lisp に対する懐疑 Emacs Lisp のひどさ ” 括弧だらけの C” 。これがあの ” Lisp” か?
    • 3. Lisp を始めた経緯
    • 3. Lisp を始めた経緯 会社で立ちあがった、あるプロジェクト 当初は Ruby on Rails か Pylons の二択で考えていた。 ところが、 Common Lisp はどうかと同僚の深町さんに勧誘され、とんとん拍子で決まってしまった。 これが悪夢の始まりであった。
    • 4. Lisp との闘い
    • 4. Lisp との闘い パッケージ パッケージの名前空間はグローバル。パッケージはモノシリックに設計するのが一般的。パッケージには以下の問題がある。 a. 名前衝突 b. ニックネーム c. 不本意な intern d. 面倒な export
    • 4. Lisp との闘い a. 名前衝突 安易に use-package すると名前の衝突に弱くなるどころか、不可解なバグに悩まされる可能性がある。とはいっても一々 import するのも面倒。 (defpackage foobar (:use :cl :alexandria)) (defpackage foobar (:use :cl) (:import-from :alexandria ...))
    • 4. Lisp との闘い b. ニックネーム パッケージにニックネーム(あるいは)を付ける合理的な権限を持つのは、パッケージ作成者のみ。 Haskell, OCaml, Python のように、パッケージに一時的に別名を与える手段がない。 -- Haskell - 可能 import qualified Data.Map as M ;; Common Lisp - 不可能 (defpackage foobar (:use :cl) (:rename :alexandria :alex))
    • 4. Lisp との闘い b. ニックネーム また、パッケージを一時的に use-package することもで きない。 (* OCaml – 可能 *) let open List in rev (map (fun x -> succ x) [1; 2; 3]) ;; Common Lisp – 不可能 (with-use-package :alexandria (plist-alist (remove-from-plist '(:a 1 :b 2) :a))
    • 4. Lisp との闘い c. 不本意な intern defpackage 中に不本意な intern が発生す る。 ;; *package* = cl-user と仮定 (defpackage foobar (:use *my-varaible* :my-function)) cl-user パッケージに foobar と *my-variable* 、 keyword パッケージに my-function が intern される。気にしたら負け。 (defpackage #:foobar ; 潔癖症 (:use #:*my-varaible* #:my-function))
    • 4. Lisp との闘い d. 面倒な export export するのが結構面倒臭い。 ;; いちいち :export に追加 (defpackage foobar (:use :cl) (:export :foo :bar ...)) Clojure の defn/defn- に相当するものを用意するとか、 Go のようにシンボルが大文字で始まる場合にリーダーがそのシンボルを export するなど、手段は色々。
    • 4. Lisp との闘い d. 面倒な export 一つの解決策として cl-annot を開発した。 @ に続く二つのフォームをリストで包んで返す簡単なリーダーマクロ。 CL-USER> '@1+ 2 (1+ 2) CL-USER> '@export (defun foo () ...) (progn (export 'foo) (defun foo () ...))
    • 4. Lisp との闘い CLOS スロットアクセサの名前をどうするかは実は難しい問題。パッケージシステムに関連する問題でもある。 of 派、 prefix 派、 keyword 派があり、それぞれ一長一短。
    • 4. Lisp との闘い CLOS ;; of 派 (defclass person () ((name :accessor name-of) (age :accessor age-of))) (name-of bob) => “Bob” (age-of bob) => 42 アクセサが総称関数であることのメリットを生かせるが、名前衝突しやすい。
    • 4. Lisp との闘い CLOS ;; prefix 派 (defclass person () ((name :accessor person-name) (age :accessor person-age))) (person-name bob) => “Bob” (person-age bob) => 42 名前衝突の危険性は少ないが、冗長。また、継承したクラスのインスタンスに使う場合に、少し違和感がある。
    • 4. Lisp との闘い CLOS ;; keyword 派 (defclass person () ((name :accessor :name) (age :accessor :age))) (:name bob) => “Bob” (:age bob) => 42 keyword パッケージをグローバル名前空間に見立てるテクニック。使い勝手としてはダックタイピングに近くなるが、慣習として定着しなければ、さまざまな危険性を伴う。
    • 4. Lisp との闘い multiple-value-bind ネストした multiple-value-bind をもっと簡単に書きたい。 (multiple-value-bind (a b) (values 1 2) (multiple-value-bind (c d) (values 3 4) (+ a b c d)))
    • 4. Lisp との闘い multiple-value-bind マクロを自作したが、後に metabang-bind がまさにそれだと知った。 (metabang-bind:bind ((values a b) (values 1 2)) (values c d) (values 3 4))) (+ a b c d)) しかし全く使ってない。
    • 4. Lisp との闘い パターンマッチング metabang-bind や cl-pattern でも可能だが、より高速な ML 風のパターンマッチングが欲しかったため、 cl-pattern (後に cl-adt に統合)を開発した。 (match '(“Bob” 42) ((list “Alice” 30) :alice-30) ((list “Alice” 40) :alice-40) ((list “Bob” 30) :bob-30) ((list “Bob” 42) :bob-42)) しかし全く使ってない。
    • 4. Lisp との闘い loop 痒いところに手が届かない loop 。特に、返り値に対して任意の変換を行えないことに不満を感じ、 cl-loop-plus を開発した。 (defun vectorize (seq &optional (element-type '*)) (coerce seq `(vector ,element-type))) (loop for i from 0 below 100 by 2 collect i transform #'vectorize) 全く使わなかったため、廃棄。パーサー部分は cl-ast にマージ。複雑な loop は iterate で。
    • 4. Lisp との闘い 無名関数 一々、ラムダ式を書くのが面倒。 (find-if (lambda (x) (= (length x) 2)) seq) Clojure のような無名関数シンタックスが欲しい。そこで cl-anonfun を開発した。 (find-if #%(= (length %) 2) seq) 全く使ってない。
    • 4. Lisp との闘い 安易なマクロ (defview index () (markup (:html (:body (:h1 “Hello, World”)))) このコードの本当の意味を理解するには、 defview マクロの正確な定義を知っていなければならない。この手のマクロを安易に書いてしまうことが多々ある。
    • 4. Lisp との闘い 安易なマクロ 図らずも cl-annot が良い解決策を与えた。 @view (defun index () ...) アノテーションは、物事に新しい側面(アスペクト)を追加する。その意味で、マクロとは本質的に別物。 ;; 参考: caveman @url GET “/” (defun index (params) ...)
    • 4. Lisp との闘い キャッシュ 特定の関数をキャッシュ( memoize )する仕組みがなかった。そこで clache を開発した。 load-time-value と cl-annot のおかげで非常にシンプルな設計となった。 ;; 宝石 (defmacro with-cache (key &body body) (once-only (key) (with-gensyms (cache) `(let ((,cache (load-time-value (make-hash-table :test 'equal)))) (or (gethash ,key ,cache) (setf (gethash ,key ,cache) (locally ,@body)))))))
    • 4. Lisp との闘い キャッシュ (defun fact (x) (with-cache x (if (<= x 1) 1 (* x (fact (1- x)))))) @cache (x) (defun fact (x) (if (<= x 1) 1 (* x (fact (1- x)))))
    • 4. Lisp との闘い リストの型指定子 リストといっても、 proper list, improper list, association list, property list があって、 proper list にも heterogeneous proper list と homogeneous proper list がある。それらを全て単に list と呼ぶには無理がある。 (defun f (l) (declare (type list l)) ;; l の詳しい型が読み手にもコンパイラにも伝わらない ...)
    • 4. Lisp との闘い リストの型指定子 そこで trivial-types を開発した。 (declare (type proper-list l)) (declare (type (proper-list fixnum) l)) (declare (type (asscoation-list string fixnum) l)) (declare (type (property-list fixnum) l)) 積極的に利用している。
    • 4. Lisp との闘い Web フレームワーク UnCommon Web ドキュメント皆無、瀕死 Weblocks ドキュメント皆無、瀕死 SymbolicWeb ドキュメント皆無、死亡
    • 4. Lisp との闘い Web フレームワーク どれもこれもイマイチ。結局、 Hunchentoot ( HTTP サーバー)を直接操作することになった。 その裏で、深町さんが Clack&Caveman プロジェクトを始動させる。 ;; 当時のコード (defview index () (markup (:html (:body (:h1 “Hello, World”)))) (defroutes map (GET “/” index))
    • 4. Lisp との闘い データベース 多数のライブラリが存在する。理想は AllegroCache のようなオブジェクトキャッシュデータベース。 オープンソースで現実的な選択肢は、 Elephant, CLSQL, Postmodern の三つ。結局、 CLSQL を選択。 その裏で、 Rucksack のハックと、 CLSQL を使った ORM の開発を始める。最終的には、どちらも頓挫。
    • 4. Lisp との闘い CLSQL の問題点 1 リーダーマクロに強く依存。 (select [name] :from [employee] :where [> [salary] 1000]) ;; 上と同じ (select (sql-expression :attribute 'name) :from (sql-expression :attribute 'employee) :where (sql-operation '> (sql-expression :attribute 'salary) 1000))
    • 4. Lisp との闘い CLSQL の問題点 1 SBCL+SLIME の環境では、 CLSQL のリーダーマクロを有効にする以下のコードが正しく動作しない。 (clsql:enable-sql-reader-syntax) そもそも、 Common Lisp にはリーダーマクロをうまく管理する手段がなかった。そこで cl-syntax を開発した。 (use-syntax :clsql) ; CLSQL のリーダーマクロを有効にする (use-syntax :cl-interpol) ; CL-INTERPOL の〃
    • 4. Lisp との闘い CLSQL の問題点 2 SQL 生成、データベースアクセス、簡易的な ORM 、キャッシュ機構など、多数のレイヤーがモノシリックに組み込まれている。そのくせ、カラムの追加といった DDL の基本的な操作が定義されていない。 そこで clsql-ddl を開発した。新たな DDL は clsql パッケージに挿入される。 (clsql:rename-table [foo] [bar]) ; FOO を BAR に改名 (clsql:add-column [person] '([age] fixnum)) ; PERSON に AGE を追加
    • 4. Lisp との闘い 要点 1 Common Lisp には、よほどのコストを掛けない限り、どうしようもない問題がいくつも存在する(パッケージシステム、 CLOS 等)。言わば「言語とユーザーとの溝」。それらを改善するには、処理系の実装あるいは仕様の策定を待たなければならない。
    • 4. Lisp との闘い 要点 2 便利系マクロは使わなくなることが多い( cl-loop-plus, metabang-bind, cl-pattern, cl-anonfun )。 恒久的価値を持つその他のマクロとの違い。 ;; 参考: Why I D on't Like EVAL-ALWAYS -- Nikodemus Siivola (defmacro eval-always (&body body) `(eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute) ,@body))
    • 4. Lisp との闘い 要点 3 抽象化が非常にうまくいくこともある( clache )。全ての歯車がぴったり一致し、その上に新たな基盤が作られる。
    • 4. Lisp との闘い 要点 4 マンパワーが分散しやすく、途切れやすい( Web フレームワーク、データベース)。開発者一人一人の好みが多様。皆、カウボーイプログラマー。 MIT/Stanford スタイルの弊害?
    • 5. なぜ Lisp なのか
    • 5. なぜ Lisp なのか 標準化されているから? 部分的には Yes. HyperSpec, CLtL2 は人類の宝。そこから得る価値は多大。ただ、要点 1 で示したように、古くなった標準は時に足枷となるし、標準だからと言って、必ずしも正しいとは限らない。
    • 5. なぜ Lisp なのか マクロがあるから? 部分的には Yes. 要点 3 で示したように、抽象化が非常にうまくいくケースもある。ただ、要点 2 で示したように、マクロがあるからといって、プログラミングがうまくいくとは限らない。マクロは単なる手段であり、その先にあるもっと本質的なものに注目したほうがよい。
    • 5. なぜ Lisp なのか “ パワフル”だから? No. そんな幻想はとっとと捨てるべき。例えば Common Lisp と Haskell をとってみて、どちらが”パワフル”か言えるだろうか?
    • 5. なぜ Lisp なのか ライブラリがたくさんあるから? No. 結論 4 で示したとおり。
    • 5. なぜ Lisp なのか “ Growing a Language” “ (プログラミング)言語は成長可能でなくてはならない”と主張する Guy Steele の論文および講演動画。 心の中で全ての問題が解決した気がした。
    • 5. なぜ Lisp なのか 本当の理由 Lisp は真の意味で最も”言語”に近いプログラミング言語であるから。 プログラミング言語が成長可能であることに比べれば、括弧の数が多いとか、”パワフル”であるとか、ライブラリがしょぼいとか、その他諸々は些細な問題である。 実は皆、無意識に本当の理由を理解しているのではないか。
    • 6. Lisper's Delight 私の経験 Common Lisp をひとしきり書いたあとで、試しに Emacs Lisp を書いてみると、以前より捗るどころか、出来あがるソースコードが、なんとも美しい。 auto-complete.el と mongo.el を比較。
    • 6. Lisper's Delight 私の経験 汚ないソースコードを綺麗にリファクタリングできたときや、うまい抽象化によって、物事をより直感的に表現できたときの喜び、また、それらを達成できないときの苦痛。 Lisp を書いているとき、人は自由になれる。他のプログラミング言語では、どこか囚われてしまう。
    • 6. Lisper's Delight 手段と目的 手段と目的を、あえて取り違えてみよう。 Lisp でプログラミングすることは目的であり、ソフトウェアを開発することは手段でしかない。
    • 6. Lisper's Delight 気分は小説家 小説家になった気分でプログラミングしてみよう。 Lisp は言語であり、あなたは Lisp で物事を考え、 Lisp で表現することができる。 他人の作品をよんでインスピレーションを得たり、世間が驚く表現方法を発明したりして、互いを切磋琢磨し、より充実した Lisp の文化を築きましょう。
    • ありがとうございました