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形式仕様と実装の統合:SPARKによる“証明可能なプログラミング”

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"実装と仕様が同じファイルに宿るとき、ソフトウェアは語り始める。"

従来のソフトウェア開発では、「仕様書」と「ソースコード」は別物だった。
仕様は人間が読み、コードは機械が処理するものとして、両者はしばしば乖離してきた。

SPARK Ada はそれを統合する。
仕様が構文となり、実装と共に同じファイルに記述されるこの設計思想は、
開発におけるドキュメントと保証の構造を根底から変える。


コードに宿る形式仕様:Pre/Postの再定義

SPARKでは、関数や手続きに 契約(Pre/Post) を付与することで、
仕様を明示的に文法化できる。

procedure Transfer (From, To : in out Account; Amount : Positive)
  with
    Pre  => From.Balance >= Amount,
    Post => From.Balance = From'Old.Balance - Amount and
            To.Balance   = To'Old.Balance + Amount;

これにより、設計意図・制約・責務がすべて1つの構文ブロックにまとまり、
実装が仕様から逸脱する余地がなくなる。


一貫性と自動検証:仕様は嘘をつかない

  • 仕様が記述されていないコードは、設計意図が読み取れない
  • コメントは信頼できない
  • テストは限定的な証拠にすぎない

SPARKの形式仕様は、これらを乗り越える。
仕様=形式的条件として定義され、それが自動検証ツールで証明対象になる。


設計変更と“正しさの継承”

仕様がコードに含まれていることで、変更時の検証も可能になる。

function Abs (X : Integer) return Integer
  with
    Post => Abs'Result >= 0;

このようなPost条件を持つ関数を改修しても、
GNATproveがその正しさを証明し直す
これにより、「変更=不安定化」という常識を構造的に排除できる。


実装と仕様の分離は、もはや古い

かつては、仕様を別紙で書くことが「丁寧な開発」だった。
だが、仕様と実装の同期は崩れやすく、
「いつのまにかコードが仕様と乖離する」ことは珍しくない。

SPARKは、その乖離を構文的に禁止する世界を提案する。


結語:コードが語る仕様、仕様が動かすコード

ソフトウェアが巨大化し、人の記憶や理解を超える今、
正しさは設計者の脳内にあるべきではない。

コードそのものが語る世界へ。
SPARKは、**「正しいソフトウェアは、書かれた時点で証明されるべきだ」**という思想を体現する。

"仕様がコードに寄り添うとき、バグは設計段階で死ぬ。"

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