この記事では「FixLangで遊ぼう」の第2回として、FixLangのモジュールと型について説明したいと思います。前回の記事はこちらをご覧ください。

本記事はFixLangの公式ドキュメントを日本語に翻訳し、初学者向けに一部を書き改めたものです。詳しく知りたい方は公式ドキュメントをご覧ください。

FixLangを試しに使ってみたい方はぜひfix playgroundにアクセスしてみてください。

また、FixLangの非公式Dockerイメージを公開していますので、Dockerに慣れている方はこちらの方が便利かも知れません。

ソースファイル

ソースコードを記述するファイルのことを、ソースファイルと呼びます。
FixLangのソースファイルは、.fix という拡張子にします。(例: main.fix)

FixLangのソースファイルを実行するには、シェルプロンプトで以下のコマンドを実行します。

$ fix run -f main.fix

複数のソースファイルがある場合は、以下のように -f の後に複数のソースファイルを指定します。

$ fix run -f main.fix sub.fix

モジュール

module Main;                       // モジュール定義

main: IO ();                       // mainの型定義
main = println("Hello World!");    // mainの値定義

ソースファイルの先頭では、モジュールを定義する必要があります。
モジュールとは、ソースファイル内部の型定義や値定義などをまとめたものです。

上記の例では、Mainという名前のモジュールを定義しています。
モジュール名の先頭文字は大文字にする必要があります。

なお、モジュール階層を表現するため、Main.Model.Implのようなモジュール名にすることも可能です。この場合、. 区切りの名前の先頭文字は大文字にする必要があります。

グローバル値

上記の例では、mainというグローバル値の型と値を定義しています。
FixLangでは、グローバル値の型を明示的に定義する必要があります。

FixLangのプログラムを実行すると、Mainモジュールのmainという名前の関数を実行します。

名前空間

module Main;                           // モジュール定義

namespace Test {                       // 名前空間の定義
    test: I64 -> I64 -> String;        // testの型定義
    test = |x, y| (x + y).to_string;   // testの値定義
}

main: IO ();                           // mainの型定義
main = println(Test::test(3,5));       // mainの値定義

モジュール内部では、名前空間を定義可能です。
名前空間の役割は、以下の通りです。

関連した機能をひとまとめにできる
名前の衝突を防ぐことができる

上記の例のTest::testは、名前空間を明示的に指定した名前です。
名前が他の名前と衝突していない場合や、前後の文脈から推定できる場合は、名前空間を省略可能です。従って、上記の例のTest::testは単にtestと書くことも可能です。

FixLangの組み込みライブラリでは、Array, Iteratorなどの名前空間が定義されています。詳しくは、組み込みライブラリのリファレンスをご覧ください。

型

FixLangでは値はすべて型を持ちます。型は数学の集合で、値は集合の要素と見なすことができます。

数値型

	8ビット	16ビット	32ビット	64ビット
符号なし整数	U8	U16	U32	U64
符号あり整数	I8	I16	I32	I64
浮動小数点数	-	-	F32	F64

数値リテラルは、{数値を表す文字列}_{型} という形式です。
型を省略すると、ピリオドがない場合は I64、ピリオドがある場合は F64 になります。

123              // 64ビット符号あり整数(I64)
123_U32          // 32ビット符号なし整数(U32)

123.45           // 64ビット浮動小数点数(F64)
123.45_F32       // 32ビット浮動小数点数(F32)

また、0x, 0o, 0b というプレフィックスを付けることで、16進数/8進数/2進数での表記が可能です。

0xdeadbeef_U32    // 32ビット符号なし整数(U32), 16進数表記
0o000755_U16      // 16ビット符号なし整数(U16), 8進数表記
0b00010111_U8     // 8ビット符号なし整数(U8), 2進数表記

真偽値型

Bool型は真偽値を表します。true, falseは真偽値を表すリテラルです。

true             // 真
false            // 偽

配列型

Array aは配列型を表します。例えば文字列(String)の配列は Array String になります。また、64ビット符号あり整数(I64)の配列は Array I64 になります。
[ と ] の間に要素を , で区切って書くと、配列のリテラルになります。なお、配列の要素はすべて同じ型にする必要があります。

[1, 2, 3]                  // Array I64 型
[65_U8, 66_U8, 67_U8]      // Array U8 型
["Hello", "World"]         // Array String 型

最後の要素の後にある,は無視されます。

// 以下の2つは同じ配列を表す
[1, 2, 3]
[1, 2, 3, ]

要素の型が異なる場合はエラーになります。

[1, 2, "Hello"]            // 要素の型が異なるためエラー

文字列型

String型は文字列を表します。文字列のリテラルは "Hello"のように書くことができます。

"Hello"              // "Hello" という文字列
"Foo\nbar\nbaz"      // Foo, bar, baz を改行で連結した文字列

文字列にはヌル文字(0_U8)を含めることはできません。

FixLangの内部では文字列はバイト配列として表現されています。エンコーディングは特に決まっていませんが、アプリケーションではUTF-8として扱うことが多いと思います。

タプル型

( と ) の間に2個以上の要素を , で区切ったものはタプルになります。
タプルの各要素は異なる型であっても問題ありません。

(1, 2)                    // (I64, I64)型
(3, "Hello")              // (I64, String)型
(4.5_F32, 6_U8, [7, 8])   // (F32, U8, Array I64)型

( と ) の間に1個の要素があるものは、1個の要素をカッコで囲んだものとして解釈されます。

(1)                       // I64 型
("Hello")                 // String型

( と ) の間に1個の要素と,があるものは、長さ1のタプルとして解釈されます。

(1,)                       // (I64,) 型
("Hello",)                 // (String,) 型

ユニット型

( と ) の間に何も無いものはユニット型になります。ユニット型は()というただ一つの値しか持ちません。

()                        // ()型

IO a 型

画面入出力やファイル入出力などのI/O処理は IO a型になります。
ただし a はI/O処理結果の型です。
画面出力のように処理結果がとくにない場合は IO ()型になります。
Mainモジュールのmain関数はIO ()型にする必要があります。

input_line                // IO String 型
println("Hello")          // IO () 型

関数型

関数型は 引数の型 -> 戻り値の型 のように表します。

下記の例は、I64 -> String という型を持つ関数定義です。(関数定義については、次回の記事で詳しく説明する予定です)

make_item: I64 -> String;
make_item = |id| (
  "item-" + id.to_string
);

また、2個の引数を持つ関数の型は 1番目の引数の型 -> 2番目の引数の型 -> 戻り値の型 のように表します。

下記の例は、String -> I64 -> String という型を持つ関数定義です。

make_item2: String -> I64 -> String
make_item2 = |name, id| (
  name + "-" + id.to_string
);

ちなみに、-> 演算子は右結合のため、String -> I64 -> String は String -> (I64 -> String) として解釈されます。

FixLangには、「2変数関数」という概念はありません。引数は1個ずつ順番に適用されます。

例えば、上記の make_item2 関数に "button"という文字列を適用すると、I64 -> String 型の関数になります。
その関数に 123を適用すると、String型の値になります。(上記の例では、"button-123"という文字列になります)

関数定義と関数適用については、次回の記事で詳しく説明する予定です。

終わりに

本記事では、FixLangのモジュールと型について説明しました。
次回の記事で、FixLangの基本的な文法について説明する予定です。