Clean

Clean 概説

Clean の機能
遅延評価
自動カリー化
型クラス
代数的データ構造
Milner/Mycroft に基づく型システム
マクロ
一意型
総称型
ダイナミック

だいたい Haskell と一緒

一意型
副作用を実現しつつ参照透明性を保証するため

参照透明性って
関数と引数の組み合わせが一緒なら結果は常に同じ！
f x = x + 1
なら <f,x=2> なら必ず 2 をかえす
a = 3
なら必ず a は 3
a = 3;a = a+1;
結果が同じじゃなくなる！
参照透明性が保証されない！

シャドーイング + 再束縛ならおｋ ?
let a = 3 in
let a = a + 1
ならおｋじゃね？

問題
let a1 = fread f :: String
let f = fwrite 'a' f :: File
let a2 = fread f :: String
a1 == a2
<false>
一行目と三行目の結果が違う！
参照透明性が壊れる！

ファルス !
※ フォールスです

駄目じゃん

a1 が参照できなけばおｋ
それが
一意型

一意型のアイディア
破壊的更新をしても観察できなければおｋ
破壊的更新をした後に前の参照を持たなければおｋ

一意型をつかった例
WriteAB :: *File -> File
WriteAB file = fileAB
where fileA = fwritec 'a' file
fileAB = fwritec 'b' fileA

一意型の例
AppendAB :: *File -> (File, File)
AppendAB file = (fileA, fileB)
where fileA = fwritec 'a' file
fileB = fwritec 'b' file
< エラーになる >
Uniqueness error [tak.icl,23,AppendAB]: "file" demanded attribute cannot be offered by shared object

なぜエラーになったか
file に対する参照が二つ
一意型は object に対する参照が一つでないといけない

最初のれ
どのように簡約されるのか

次の例
file に対して参照が二つあるのダメ

こういう風にも書ける
WriteAB :: *File -> File
WriteAB file
# file = fwritec 'a' file
# file = fwritec 'b'
file = file
命令型みたいにこういう風にもかけます。

なにが言いたいか
命令型のプログラマは
同じ事を頭の中でやっている !

GUI
module hello
import StdEnv, StdIO
Start :: *World -> *World
Start world
= startIO NDI Void (snd o openDialog undef hello) [] world
where
hello = Dialog "" (TextControl "Hello world!" [])
[WindowClose (noLS closeProcess)]

全称量化子
:: T2 b = C2 (b: b -> b) 　　　　 -- ×
:: T2 b = C2 (A.b: b -> b) -- ◯
f2:: (T2 b) -> (Int,Char)
f2 (C2 g) = (g 1, g 'a')
たぶん Haskell と同じなので言うことは特にない…

存在量化子
:: List = E.a: Cons a List | Nil
newlist = Cons 1 Nil
Hd :: List -> ? // 静的に型付けできない
Hd (Cons x xs) = x // コンパイルエラーになる
Tl :: List -> List //OK
Tl (Cons x xs) = xs
取り出す方法がない
隠蔽された状態を表現可能

配列
リストと配列の変換
NewArray = {elem elem <- ListA}NewList = {elem elem <-: ArrayA}
配列の更新 {Array5 & [i]=2*i+1 i <- [0..4]} // 配列の更新 {1,3,5,7,9} を出力する
配列のパターン
CopyFirst j a=:{[0]=a0} = {a & [j] = a0}

マクロ
　 :: Color :== Int 　 Black :== 1 　 White :== 0 　 invert :: Color -> Color 　 invert Black = White 　 invert White = Black

総称プログラミング
めんどくさいんで記事

項グラフ書き換
Clean の意味論は項グラフ書き換
Clean のプログラムは Start から始まるグラフ
関数はグラフ書き換え規則
グラフに対してグラフ書き換え規則を適用するのが計算
グラフ書き換えが出来なくなったものを正規形

Start :: Int
Start = Length [3,4]
Length :: [x] -> Int
Length [a:x] = 1 + Length x
Length [] = 0

Start ||a: これは唯一の可約式であり、 Start 規則を適用する ->
Length [3,4] ||b: このグラフは、全体として新しい可約式である ->
1 + Length [4] ||c: 加算演算子 + は、２番目の引数の評価を強制する ->
1 + 1 + Length [] ||d: また + の２番目の引数 ->
1 + 1 + 0 ||e: ２番目の + の２番目の引数は、 (r)nf に書換えられる ->
1 + 1 ||f: グラフは、全体として新しい可約式である ->
2 ||g: グラフは、 (r)nf の中にある

グラフと書き換え規則
GRS = {Rule} ;
Rule = RedexPattern '->' ContractumPattern [',' Redirection]
| RedexPattern '->' Redirection ;
RedexPattern = Graph ;
ContractumPattern = Graph ;
Graph = [Nodeid ':'] Node {',' NodeDef} ;
Nodeid = NodeIdVariable | NodeIdConstant ;
Node = Symbol {Arg} | EmptyNode ;
Symbol = Constant ;
Arg = Nodeid | [Nodeid ':'] Symbol
| [Nodeid ':'] '(' Node ')' ;
EmptyNode = '_|_';
NodeDef = Nodeid ':' Node ;
Redirection = Nodeid ':=' Nodeid | Nodeid ;

Clean

by Osamu Kimura on Jul 10, 2011

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