型なき言語に付ける型

型なき言語に付ける型

Type in untyped languages

#virtual_study_groupバーチャル空間勉強会#0

お前誰よ

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• ピクシブ株式会社 pixiv運営本部
• Emacs Lisper, PHPer, Rubyist
• Emacs PHP Modeのメンテナ引き継ぎました
• 好きなリスプはEmacs Lispです
• Qiitaに記事を書いたり変なコメントしてるよ

近況

話しました

仕方がないので全然違う話をします

本日のお題

型､ついてますか？

型については結構雑な印象で見解を語るひとが多い

俺も俺も

型があるから変更に強いというひとも居れば、型がないから変更に強いというひとも居る

？？？

型よくわからん

私もだ

intとboolとかでしょ

読むがよい

‒Benjamin C. Pierce 著／住井英二郎 監訳／遠藤侑介・酒井政裕・今井敬吾・黒木裕介・今井宜洋・才川隆文・今井健男 訳 『型システム入門 プログラミング言語と型の理論』（オーム社、978-4-274-06911-6、2013年）サンプル

‒Benjamin C. Pierce 著／住井英二郎 監訳／遠藤侑介・酒井政裕・今井敬吾・黒木裕介・今井宜洋・才川隆文・今井健男 訳 『型システム入門 プログラミング言語と型の理論』（オーム社、978-4-274-06911-6、2013年）サンプル

(一章はサンプルとしてPDFが無料でダウンロードできます)

正しい､完璧に正しいのだが

最初から用語多すぎ

説明の抽象度が高すぎて現実とのギャップ大きすぎ

この1章の内容を解きほぐして説明するだけで何時間も話せそう

そのほかの型とかプログラミング言語論の本を読むと数式みたいなのが出てきてﾜｹﾜｶﾗﾝ

型についてちょっと知りたいだけなのに

世の中の人と型

型を使っているが思索の対象として向き合ってないひと

特定の言語の型とだけ向き合ってる人

抽象概念の型と向き合ってるひと

いろんな背景の人が居る

動的言語を使っていると静的型付き言語利用者から冷ややかに見られがち

やーい型なし型なし

型はあるんだ！実行時にあるんだ！

そういうことをまじめに主張すると憐れみを湛えた目で見られはじめる

真の型なし言語も複数あるが今回は割愛しました

型わかりたくないですか

このトークに結論はない

実際の言語の型からいきましょう

C言語

よくわからんけど型がだるい

#include <stdio.h>

long add(long a, long b) {return a + b;}

int main(void) {unsigned int x = 1, y = 2;

printf("%d + %d = %d\n", x, y, add(x, y));}

私たちFラン情報科学生は情弱なのでまともな説明もないカビの生えた教科書でC言語を叩き込まれる

私の入門者時代のC言語理解は曖昧なので曖昧なままで次の話に進めます

さておき

短くなってべんり

// JavaScript

function add(a, b) {return a + b;}

const x = 1, y = 2;

console.log(`${x} + ${y} + ${add(x, y)}`);

もっと短くなってべんり

# Ruby

def add(a, b)a + b end

x = 1; y = 2

puts "#{x} + #{y} + #{add x, y}"

そういう俺たちが動的言語に触れるとこうなる

型とか要らんやろｗ

そうだな

見ればわかるだろ

# Ruby

# to_sオブジェクトが生えてたら何でもいい

def show(obj)puts obj.to_s end

常識的に考えて

# Ruby

# 足し算できるものならなんでもいいし

# ジェネリクスとかなくてもいいｗ

def add(a, b)a + b end

def show(obj)puts obj.to_s end

引数が少ないうちはな…

# Ruby

user = User.findBy(id: params[:user_id])

引数が増えてくると

# Ruby

obj = palpunte(user_id,????,????,????,)

p obj

実装を直接見に行く機会が増える

引数が増えてくると

# Ruby

# 実装を見ないと期待するオプションに何を渡せばいいのか

def palpunte (id, foo, bar, buz)p [id, foo, bar, buz]end# というか見てもよくわからない

素朴に書くと引数がわからん

# Ruby

# 実際にはキーワード引数だけで表現できる

def palpunte (id: nil, **options)raise TypeError if id.nil?

foo ||= "default foo"bar ||= "default bar"buz ||= "default buz"

p [id, foo, bar, bar]]end

だんだん型チェックが増えてく

# Ruby

raise TypeError unless foo.instance_of?(String)raise TypeError unless bar.instance_of?(String)raise TypeError unless buz.instance_of?(String)

いわゆる動的言語にも型が付く流れ

Flowtype

TypeScript

PEP484

mypy

Ruby3 rbi

Sorbet

Steep

PHP型宣言

PHPDoc

PhpStorm,Phan

身体は型を求める

型が付いていないということはどういうことか

可能性は無限大

<?php

/*** @param mixed $a 可能性は無限大

* @param mixed $b* @return mixed*/function add($a, $b){return $a + $b;}

仮引数宣言がない言語

<?php

function add(){$args = func_get_args();

return array_pop($args)+ array_pop($args);}

無限大じゃ困るんだよ

とはいえ+できる値という前提があるので案外困らない

ほんとに？

PHPの演算子の暗黙的型変換

<?php

error_reporting(0);

var_dump(add(1, 2)); // => int(3) 想定通り

var_dump(add(1.0, 2.0)); // => float(3.0) 許容範囲

var_dump(add('1', '2')); // => int(3) 許容範囲

var_dump(add('', '')); // => int(0) ?????var_dump(add(1, 2, 3)); // => int(3) ?????var_dump(add([], [])); // => [] えっ?????

var_dump(add(PHP_INT_MAX, 1));// => float(9.2233720368548E+18)

実行時に型を調べよう

いわゆる動的言語は実行時に型があるのでそれを検査できる

JavaScriptではtypeof 演算子で型名文字列がとれる

Python type()

Ruby Object#class

PHPではis_int(),is_string()などの関数(gettypeは使いにくい)

可能性を絞り込もう

<?php

/*** @param mixed $a 可能性は無限大

* @param mixed $b 可能性は無限大

* @return mixed*/function add($a, $b){if (!is_int($a)) {throw new TypeError('Error');}if (!is_int($b)) {throw new TypeError('Error');}

// 実装するときに int 以外の値が渡ってくる可能性を考えなくて良い

return $a + $b;}

実行時に変な値に対して処理が続行する可能性は避けられる

例外で処理が停止するので

PHPとかいう静的型付きプログラミング言語

静的型付きPHP

<?php declare(strict_types=1);

// このメソッドを実装するときに int 以外の値が

// 渡ってくる可能性は考えなくてよい

function add(int $a, int $b): int{return $a + $b;}

静的 =実行しなくても型が決まってる状態

静的型付きStatically typed既に型が決定してる

動的型付けDynamic typing実行時に型を付ける

よくある誤解

静的型＝コンパイラ

動的型＝インタプリタ

ただしプログラム実行時のデータの表現方法がそういう関係になりがち

C言語は静的型付き

多くの動的言語はC言語で実装

必ずしも排他の関係ではない

お使いの言語ランタイム(ruby,python, phpなど)のC言語実装がどうなっているか、変数がC言語の型でどう表現されてるか読んでみるとおもしろいと思います

PHPは実行時に型をチェックする

ただし関数とプロパティに静的に型を付けられる

ただし静的に型を付けても実行時にクラッシュする可能性があります

型で守られてるとはどういう状態か

‒Akinori Abe 『型安全性入門』(Apr 6, 2017)

‒Akinori Abe 『型安全性入門』(Apr 6, 2017)

関数を呼び出す側が間違って呼び出すことをPHPだけでは防げない

動的言語で完全かつ健全にするのは不可能

偽陽性(動かないのに動きそうなフリをしている)ことを最小にしていくことを目指す

コンパイラの代りに静的型チェッカーを使おうということになる

PHPでも複数の型チェッカーが揃っている

PhpStorm

Phan, Psalm

PHPStan

PHPのソースコードを解析しても判別できない型は注釈(annotate)してあげる必要がある

人間がコメントで型を書く

人間が型を間違ってつけると破綻するので実際簡単ではない

連想配列(Hash, dict)を構造体のつもりで多用されると静的解析を簡単に破滅できる

と思うでしょ？PHPDocでなら型をつけられます

PHPに型を付けたりCIに載せる話はFANBOXに記事やスライドを掲載してます

型について学ぶにはどうすればいい

ハードルが高い(そもそも値段が…)

一章のPDFは無料なので読んでほしいが難しいので理解できなくてもいい

型のみならずプログラミング言語についてのさまざまな概念を学べる

まとめ

仕事で使ってる言語を好きになるために目を逸らさず向き合っていこう