Swiftの関数を===出来るようにする #Swift

Swiftではデフォルト状態だとtupleの比較が出来ないというのは以前書いた通りだが、関数どうしも===できないので、出来るようにしてみた。

SYNOPSIS

func peekFunc<A,R>(f:A->R)->(fp:Int, ctx:Int) {
    // let (hi, lo):(Int, Int) = reinterpretCast(f)
    typealias IntInt = (Int, Int)
    let (hi, lo) = unsafeBitCast(f, IntInt.self)
    let offset = sizeof(Int) == 8 ? 16 : 12
    let ptr  = UnsafePointer<Int>(lo+offset)
    return (ptr.memory, ptr.successor().memory)
}
@infix func === <A,R>(lhs:A->R,rhs:A->R)->Bool {
    let (tl, tr) = (peekFunc(lhs), peekFunc(rhs))
    return tl.0 == tr.0 && tl.1 == tr.1
}

// simple functions
func genericId<T>(t:T)->T { return t }
func incr(i:Int)->Int { return i + 1 }
var f:Int->Int = genericId
var g = f;      println("(f === g) == \(f === g)")
f = genericId;  println("(f === g) == \(f === g)")
f = g;          println("(f === g) == \(f === g)")
// closures
func mkcounter()->()->Int {
    var count = 0;
    return { count++ }
}
var c0 = mkcounter()
var c1 = mkcounter()
var c2 = c0
println("peekFunc(c0) == \(peekFunc(c0))")
println("peekFunc(c1) == \(peekFunc(c1))")
println("peekFunc(c2) == \(peekFunc(c2))")
println("(c0() == c1()) == \(c0() == c1())") // true : both are called once
println("(c0() == c2()) == \(c0() == c2())") // false: because c0() means c2()
println("(c0 === c1) == \(c0 === c1)")
println("(c0 === c2) == \(c0 === c2)")

DESCRIPTION

アマツバメ本には、Closures Are Reference Typesと明記してある。

しかし(関数|メソッド|クロージャー)は、明らかにただの参照ではない。

class Point { var x = 0.0, y = 0.0 }
func genericID<A>(a:A)->A{ return a }

let p = Point()
let f:Int->Int = genericID

sizeofValue(p) // OS X では8
sizeofValue(f) // OS X では16

ただの参照であるclassとは異なり、ポインター二つ分メモリーを食っている。

それであれば、単純にlet (hi, lo) = reinterpretCast(f)とでもして、hiとloを比べればいいのではないかと思われるが、そうも行かない、試してみればわかるが、

let g = f

とした時にgの中身はfのそれとは一致しない。「Swiftのfuncは、ポインターを二つ含む構造体である」というところまでは推察できたが、それではそのポインターが何を指しているかはSwiftだけではわからない。

そんなさなか、以下のページを見つけた。

Function hooking in Swift

ここまでわかれば、こちらのものだ。上記ページの著者はCを使ってfuncに内包された関数ポインターを取り出しているが、上に示した通り、これはSwiftだけで達成できる。さらにclosureの同一性まで確認するためには、関数ポインターのみならずencloseされた環境へのポインターも必要となるが、これは関数ポインターのお隣さんだ。methodの場合、それがselfへのポインターとなっている。

ちなみにこの問題、stackoverflowで懸賞がかけられていた。ちょっとした難問だったのだが、Cに頼らず解けたのは我ながらちょっと驚いた。

何がうれしいの?

これが出来ることで、メタプログラミングの幅が広がる。funcをキーとした辞書やセットもこれで実装できるようになるし、動的に関数の実装を切り替えることすら可能となるのだ。

Enjoy!

func dankogai(q:Q)->A