今回は珍しく，前回の理解度チェックの答え合わせから．

前回，こんなプログラムに対してHelloWorldを出力させるところまでは確認できました．

"Hello".add("World")

また，次のように存在しないメソッドを含むプログラムを実行させると，SemanticError: addd is not definedのような意味エラーをちゃんと出してくれる，というところも確認できていると思います．

"Hello".addd("World")

では，次はどうでしょう．確か，前回「文字列にはaddしかなくて，subやらmulやらは使えない仕様です」と断っておいたので，エラーになってほしいところです．

"Hello".sub("World")

こうなりました：

    const {Num, Str}=runtime;
    return Str("hello").sub(Str("world"));

TypeError: Str(...).sub is not a function
    at eval (eval at run (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\index.js:42:18), <anonymous>:5:25)
    at run (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\index.js:43:17)
    at test (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\index.js:16:9)
    (略)

やった！エラーが出た！　と思った方は残念でした．これ，前回我々がちゃんと仕込んだSemanticErrorではありません．その証拠に

    const {Num, Str}=runtime;
    return Str("hello").sub(Str("world"));

というコードが生成されてしまっています．SemanticErrorが出た場合，その場で例外となるので，コードが生成されない点に注意しましょう．

このプログラムにおいては「コードがされちゃって，実行したら実行時エラーになった」にすぎず，処理系がちゃんと事前にエラーをチェックできていません．

では，なぜ"Hello".addd("World")はちゃんとSemanticErrorになったのに，"Hello".sub("World")は我々の仕込んだエラーチェックをすり抜けて実行されて（実行時エラーになって）しまったのでしょうか．

ポイントはSemantics.tsです．

lang/Semantics.ts

const numberTypeMembers=new Set(["add","sub"]);
export function check(expr: ValueExpression) {
    const E=(...messages:any[])=>new SemanticError( ...messages);
    console.log("Checking", expr);
    if (expr instanceof NumberLiteral) {
    } else if (expr instanceof StringLiteral) {//追加
    } else if (expr instanceof Identifier) {
    } else if (expr instanceof MemberAccess) {
        check(expr.left);
        //ここで存在しないメンバーのチェックをしている
        if (!numberTypeMembers.has(expr.name.text)) {
            throw E(expr.name.text, " is not defined");
        }
    } else if (expr instanceof Call) {
        check(expr.left);
    } else {
        throw invalid(expr);
    }
}

この if (!numberTypeMembers.has(expr.name.text)) {
の部分で，.addやら.adddやら.subやらがメンバ名として正しいかどうかチェックしているのですが，numberTypeMembersの中身が
const numberTypeMembers=new Set(["add","sub"]);
，つまり「addかsubならOK，それ以外はSemanticError」というチェックをしています．（この部分は理解度チェックをしている方はもう少し増えてますね）

しかし，文字列型にはaddしかないので，subがOKのわけがないんですが，この処理ではOKにしてしまっています．

そもそも文字列型のメンバーのチェックでnumberTypeMembersを使ってはまずいですよね．

では，どうするのか，というのが今回のテーマです．

式の型チェック

    } else if (expr instanceof MemberAccess) {
        check(expr.left);
        //ここで存在しないメンバーのチェックをしている
        if (!numberTypeMembers.has(expr.name.text)) {
            throw E(expr.name.text, " is not defined");
        }

exprがMemberAccess ，つまりa.bのような形の式の場合の処理だけ抜き出してみました．
MemberAccessには，a.bのaの側をleft，bの側の名前をnameで管理しています．

expr.leftの部分に数値が来ていればaddやらsubやら，他にもmulやらdivやらも使ってよい
expr.leftの部分に文字列が来ていればadd以外はダメ

という場合分けが必要になってきます．

そこで，expr.leftの部分がどんな型なのかを調べる関数を新たに定義しましょう．Semantics.tsの適当なところ（checkメソッドの上あたり）にgetTypeという関数を作成しましょう．

export function getType(expr: ValueExpression):Type {
    //式exprの型を返す    
}

で，これはエラーになります．

lang/Semantics.ts:5:48 - error TS2304: Cannot find name 'Type'.

5 export function getType(expr: ValueExpression):Type {
                                                 ~~~~

Typeなんていう型はないですよね．はい，では今から作りましょう．lang/Types.tsというファイルを新規作成しましょう．

lang/Types.ts

import { Identifier } from "./Expressions";

export class StructType {
    constructor(public name:Identifier, public members:Member[]) {}
}
export class Member {
    constructor(public name:Identifier) {}
}
export type Type=StructType;

StructTypeって何かというと，今問題になっている数値型や文字列型を表します．structというとC言語の「構造体」を思い出すので，数値なのに構造体？　と思うかもしれませんが，この言語では，3.addみたいに，数値でも構造体っぽく「ドット＋名前」でアクセスできるので，構造体扱いにしています．

この.addの部分を「メンバー」と呼びます．StructTypeには複数のメンバーを定義でき，それらがmembersというフィールドに格納されます．

Memberの定義は，とりあえず名前だけです．型やメンバーの名前はExpressions.tsで定義したIdentifierを使っています．

最後の行で「Typeは，StructTypeのことです」，と書いてあります．後でStructType以外のものもTypeの仲間として追加される予定です．

では，これを使って，数値型や文字列型を定義します．

lang/Types.ts

//今まで書いたものの下に追加
const nMembers=[
    new Member(new Identifier("add")),
    new Member(new Identifier("sub")),
];
export const numberType=new StructType(new Identifier("Number"), nMembers);
const sMembers=[
    new Member(new Identifier("add")),
];
export const stringType=new StructType(new Identifier("String"), sMembers);

そして，これを使って，Semantics.tsのgetTypeを定義してみましょう．

lang/Semantics.ts

import { Type, stringType, numberType } from "./Types";
//中略
export function getType(expr: ValueExpression):Type {
    if (expr instanceof StringLiteral) {
        return stringType;
    } else {
        return numberType;
    }
}
//後略

とりあえず，文字列リテラル（"abc"とか）は文字列型，それ以外は数値型にしておきましょう（「おい，そんなんで大丈夫か」と思った方，お見事．大丈夫じゃないです！　理解度チェックで大丈夫じゃない例を挙げてみましょう）

そして，StructTypeからメンバーを取り出す関数も作っておきます．なお，指定した型の指定した名前のメンバーがない場合はSemanticsErrorにしています．

lang/Semantics.ts

//中略
export function getMember(type:StructType, name:Identifier):Member {
    for (const member of type.members) {
        if (member.name.text===name.text) return member;
    }
    throw new SemanticError("member is not defined");
}
//後略

最後に，checkの部分を書き換えましょう．

lang/Semantics.ts

//中略
export function check(expr: ValueExpression) {
    const E=(...messages:any[])=>new SemanticError( ...messages);
    console.log("Checking", expr);
    if (expr instanceof NumberLiteral) {
    } else if (expr instanceof StringLiteral) {//追加
    } else if (expr instanceof Identifier) {
    } else if (expr instanceof MemberAccess) {
        check(expr.left);
        const leftType=getType(expr.left);//expr.leftの型を取得
        getMember(leftType, expr.name);//その型からメンバーを取得
    } else if (expr instanceof Call) {
        check(expr.left);
    } else {
        throw invalid(expr);
    }
}
//後略

では，これで実行してみます（tscを忘れないように）．

まず数値型

test/single.txt

3.add(2)

↑これは正しく実行されて5になります

test/single.txt

3.sub(2)

↑これもOK（以前の理解度チェックでちゃんと引き算の仕組みを作っていれば）

test/single.txt

3.addd(2)

↑これはちゃんとSemanticsErrorになってくれるのでOK．

test/str.txt

"hello".add("world")

↑これは正しく実行されてhelloworldになります

test/str.txt

"hello".addd("world")

↑これはちゃんとSemanticsErrorになってくれるのでOK．

さて，今回問題になっていた（SemanticsErrorにならなくて，実行時エラーになっちゃうもの）を実行してみましょう．

test/str.txt

"hello".sub("world")

(中略)
Checking StringLiteral { value: 'hello' }
SemanticError: SemanticError: member is not defined
    at getMember (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\lang\Semantics.js:23:11)
    at check (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\lang\Semantics.js:38:9)
    at Object.check (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\lang\Semantics.js:44:9)
    at run (C:\bin\Dropbox\workspace\tinyfunc\index.js:36:17)
~~~

ちゃんとコードが生成されず，`SemanticsError`になりました．

# 理解度チェック

(1) メンバーが見つからなかったときのエラーを親切にしてみましょう：

Before:

~~~
SemanticError: SemanticError: member is not defined
~~~

After:

SemanticError: SemanticError: member 'sub' is not defined in type 'String'


(2)　この状態でも相変わらず「`SemanticsError`にならなくて，実行時エラーになっちゃうもの」は存在します．どんなコードでしょう？　前回まで書いたコードの中にヒントがあるかもしれません．


[ここまでのソースコード](https://github.com/hoge1e3/tinyfunc/releases/tag/typecheck-1)