Rubyの構文で静的型付けな記述ができる言語、Crystalの導入から型指定方法 まとめ

Crystalとは

Ruby言語と似た構文を持った、静的型付けができる言語です。

Crystalの目標

・構文がRubyの影響を受けている。(ほぼRuby言語の構文)
・静的な型のチェックがあるが、変数とメソッドの引数の型を指定しなくてもよい。
・Crystalのルールに基づいて書かれたC言語のコードを呼び出すことができる。
・ボイラープレートコード(定型文)を避けるため、コンパイル時間評価とコード生成を持つ。
・効率的なネイティブコードにコンパイルしてくれる。

記事を書いた理由

公式リファレンスを読んだところ、Crystal特有の構文に加えてRuby言語ではおなじみの構文もしっかり書いてありました。
そこで今回は翻訳も含めてCrystal特有の構文や型指定方法に注目して記述していきます。

公式サイト
http://crystal-lang.org

公式リファレンス
http://crystal-lang.org/docs/index.html

導入

・OS　OSX Yosemite 10.10.3
・Homebrewを使用
・Crystal 0.7.4

$ brew tap manastech/crystal
$ brew install crystal

コンパイル&実行
$ crystal helloworld.cy

環境を構築しなくてもこちらで実行することができます。
http://play.crystal-lang.org/#/cr

文法

変数型宣言

str :: String
str = "Hello"

変数名 :: 型名
で変数に型を指定することができます。

str :: String = "Hello"
#unexpected token: =

型指定と代入を同時に行うことができない？(調査不足の可能性あり)

返却値型

def hello : String
    "hello"
end

def メソッド名 : 型名
end
で返却値型を指定できます。

もし、型が違うと

def hello : String
    1
end
#in line 1: type must be String, not Int32

しっかりとエラーを吐いてくれます。

引数型

def hello(keyword : String)
    "hello #{keyword}"
end
hello("world") #"hello world"

def メソッド名(引数名 : 型名)
end
で引数の型を指定できます。

Crystal標準で扱える型

• Nil
• Bool
• Integers(Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64)
• Floats(Float32, Float64)
• Char
• String
• Array
• Hash
• Range
• Regex
• Tuple
• Proc

Nill

nilオブジェクトに対応した型です。

Bool

true、falseオブジェクトに対応した型です。

Integers

整数型に関してはInt8、Int16、Int32、Int64があり、それぞれビット数に対応しています。
加えて、符号無し整数 UInt8, UInt16, UInt32, UInt64もあります。
基本的にはInt32を使用することになります。

num :: Int32
num = 10

Floats

浮動小数点型は２種類存在しておりFloat32、Float64となります。
整数型と同じくビット数に対応しています。
基本的にはFloat64を使用することになります。

f :: Float64
f = 0.1

String

文字列型です。

str :: String
str = "str"

Array

可変長配列型です。

配列で扱う型を指定することができます。

array :: Array(Int32)
array = [1, 2, 3]

型を複数指定することも可能です。

array :: Array(Int32|String)
array = [1, "a"]

以下の方法でも初期化できます。

array = [] of Int32 

#Array(Int32).newと同等

Hash

hash型です。

key,valueの型を指定することができます。

hash :: Hash(Int32, String) #key: Int32 , value: String
hash = {1 => "a", 2 => "b"} 

型を複数指定することもできます

hash :: Hash(Int32, String|Char)
hash = {1 => "a", 2 => 'c'}

以下の方法でも初期化できます。

hash = {} of Int32 => String 

#hash = Hash(Int32, String).new と同等
#key: Int32, value: String

Range

範囲型です。

型の指定は以下の形式です。

range :: Range(Int32, Int32) 
range = 1..2

Regex

正規表現型です。

reg :: Regex
reg = /foo|bar/

Tuple

タプル型です。

型の指定は以下の形式です。

tuple :: Tuple(Int32, String, Char) 
tuple = {1, "a", 'a'}

Proc

Proc型はrubyにおけるProcと同じですが、記法が若干異なります

y :: Proc(Int32, String)
y = ->(x : Int32) { x.to_s }
puts y.call(1) #"1"

Proc(引数型, 返却値型)のように指定することができます。

proc :: Proc(Int32) 
proc =  ->{ 1 }
proc.call #1

引数がないprocの場合はProc(返却値型)です。

メソッドをprocで実行する場合。

def plus_one(x)
  x + 1
end

proc = ->plus_one(Int32)
proc.call(41) #=> 42

まとめ

今回はRuby言語と異なる部分に注目して記述しました。
今回Crystalに触れてみて感じたこと

• ほとんどの記述方法がRubyなので馴染みやすい。
• Rubyの記法で静的型付けの記述ができるのは有用性がありそう。(純粋なオブジェクト指向という観点で比較すると、Rubyよりしっかり書きたいがScalaよりは緩く書きたいときなど)
• Rubyに存在していた記法で無くなってしまったものがある？。(for文が見当たらなかった)
• 少々改善できそうな部分がある？変数の型指定と代入が同時に行えないなど。(調査不足の可能性あり)

まだバージョン1.0に達していないので今後に期待です。
紹介していない記法などもありますので今後もCrystalに関して記事を書いていこうかと思います。