Dylan (プログラミング言語)

ディラン

パラダイム	マルチパラダイム：関数型、オブジェクト指向
開発者	オープンソースコミュニティApple Computer、Harlequin、カーネギーメロン大学
初登場	1992年; 32年前 (1992)
安定版リリース	2022.1 / 2022年11月28日; 2年前 (2022-11-28)
タイピングの規律	強く、徐々に
プラットフォーム	IA-32、x86-64
OS	クロスプラットフォーム
ファイル名拡張子	ディラン、蓋
Webサイト	オープンディラン
主な実装
オープン・ディラン、グウィディオン・ディラン
方言
infix-dylan (別名 Dylan)、prefix-dylan (歴史的のみ)
影響を受けた
CLOS、ALGOL、Scheme、EuLisp
影響を受けた
なげなわ、Python、Ruby、 Julia [1]

Dylan は、関数型プログラミングとオブジェクト指向プログラミング(OOP)のサポートを含むマルチパラダイムプログラミング言語であり、動的および静的動作のきめ細かな制御を含む効率的なマシン コードの生成をサポートするように設計されたプログラミング モデルを提供しながら、動的でリフレクティブです。1990 年代初頭にApple Computerが率いるグループによって作成されました。

Dylan はSchemeとCommon Lispから派生し、 Common Lisp Object System (CLOS)から派生した統合オブジェクト システムを追加します。Dylan では、すべての値 (数値、文字、関数、クラスを含む) はファーストクラス オブジェクトです。Dylan は、多重継承、ポリモーフィズム、多重ディスパッチ、キーワード引数、オブジェクト イントロスペクション、パターンベースの構文拡張マクロ、およびその他の多くの高度な機能をサポートしています。プログラムは、ダイナミズムに対するきめ細かい制御を表現でき、動的プログラミングと静的プログラミングの連続体を占めるプログラムを受け入れ、進化的開発 (迅速なプロトタイピングとそれに続く漸進的な改良と最適化を可能にする) をサポートします。

Dylan の主な設計目標は、商用ソフトウェアの開発に適した動的言語になることです。Dylan は、 Lispシステムの完全な柔軟性に「自然な」制限を導入し、コンパイラがライブラリなどのコンパイル可能なユニットを明確に理解できるようにすることで、潜在的なパフォーマンスの問題に対処しようとします。

Dylan は、そのセマンティクスの多くを Scheme や他の Lisp から派生しています。一部の Dylan 実装は、当初は既存の Lisp システム内で構築されました。ただし、Dylan はLisp のようなプレフィックス構文ではなく、 ALGOLのような構文を持っています。

Dylan は、1990 年代初頭にApple Computerが率いるグループによって作成されました。開発の時点では、Apple Newtonコンピュータで使用することを想定していましたが、Dylan の実装は時間内に十分な成熟度に達しなかったため、Newton では代わりに C とWalter Smith が開発したNewtonScript を組み合わせて使用​​しました。Apple は 1995 年に Dylan の開発を終了しましたが、高度な統合開発環境(IDE)を含む「テクノロジー リリース」バージョン (Apple Dylan TR1) を公開しました。

他の 2 つのグループも言語の設計に貢献し、実装を開発しました。HarlequinはMicrosoft Windows用の商用 IDE をリリースし、カーネギーメロン大学はGwydion Dylan と呼ばれるUnixシステム用のオープン ソースコンパイラをリリースしました。これらの実装は両方とも現在オープン ソースです。Harlequin の実装は現在 Open Dylan と名付けられ、ボランティアのグループである Dylan Hackers によって管理されています。

Dylan 言語のコード名は Ralph でした。James Joaquin は「DYnamic LANguage」の頭文字をとって Dylan という名前を選びました。

Dylan の構文機能の多くは Lisp の伝統に由来しています。元々 Dylan はS 式に基づいた Lisp のようなプレフィックス構文を使用していました。言語設計が完了した時点で、構文は ALGOL のような構文に変更されました。これは、より幅広いプログラマーにとってより馴染みやすいものになることを期待したためです。構文は Michael Kahl によって設計されました。Dylan リファレンス マニュアルに詳細に説明されています。^[2]

Dylan は大文字と小文字を区別しません。Dylan の語彙構文では、ハイフン (マイナス)記号を使用して複数単語の識別子の各部分を連結する命名規則を使用できます(「 lisp-case」または「kebab case」と呼ばれることもあります)。この規則は Lisp 言語では一般的です。

Dylanでは、英数字とハイフンマイナス記号の他に、さまざまな非英数字文字を識別子の一部として使用できます。識別子は、これらの非英数字文字のみで構成することはできません。 ^[2]あいまいな場合は、空白が使用されます。

複数のスロットを持つ単純なクラス:

クラス<point> ( <object> )を定義します。スロットpoint-x :: <integer> 、必要な初期化キーワード: x: ;スロットpoint-y :: <integer> 、必要な初期化キーワード: y: ;クラス<point>を終了します。   
     
     
     
     
  

慣例により、クラスの名前は、山括弧として使用される小なり記号と大なり記号を使用して付けられます。たとえば<point>、コード例の クラスの名前は次のようになります。

とはend class <point>両方classとも<point>オプションです。これはすべての節に当てはまりますend。たとえば、文を終了するためend ifだけに またはを記述できます。 endif

のインスタンスを作成するには<point>:

( <point> 、x: 100 、y: 200 )を作成します。    

同じクラスを、可能な限り最小限の方法で書き直したもの:

クラス<point> ( <object> )スロットpoint-xを定義します。スロットpoint-y を定義します。終了です。   
   
   

スロットは両方とも と入力されるようになりました<object>。スロットは手動で初期化する必要があります。

let p = make ( <point> ); point-x ( p ) := 100 ; // または p.point-x := 100; point-y ( p ) := 200 ; // または p.point-y := 200;   
    
    

慣例により、定数名は「$」で始まります。

定数$piを定義します:: <double-float> = 3.1415927 d0 ;      

階乗関数:

関数factorial ( n :: <integer> ) => ( n! :: <integer> )を定義します。 case n < 0 => error ( "負の整数の階乗は実行できません: %d \n " , n ); n = 0 => 1 ;それ以外の場合=> n * factorial ( n - 1 ); end end ;         
  
             
            
          
  

ここで、n!および は<integer>通常の識別子です。

明示的なreturn ステートメントはありません。メソッドまたは関数の結果は、最後に評価された式です。 return の位置にある式の後のセミコロンを省略するのが一般的なスタイルです。

多くのオブジェクト指向言語では、クラスはカプセル化とモジュール化の主な手段です。各クラスは名前空間を定義し、どの定義が外部から見えるかを制御します。さらに、多くの言語のクラスは、全体として使用する必要がある分割できない単位を定義します。たとえば、String連結関数を使用するには、 のすべてをインポートしてコンパイルする必要がありますString。

Dylan を含む一部の言語には、より一般的な方法でカプセル化を実行する、明示的な別個の名前空間またはモジュール システムも含まれています。

Dylan では、コンパイル単位とインポート単位の概念が分離されており、クラスはどちらとも特に関係がありません。ライブラリは、一緒にコンパイルおよび処理される項目を定義しますが、モジュールは名前空間を定義します。クラスは、プログラマーの希望に応じて、モジュール内にまとめて配置することも、モジュールをまたいで配置することもできます。多くの場合、クラスの完全な定義は単一のモジュールには存在せず、オプションで一緒に収集される複数のモジュールに分散されます。異なるプログラムでは、必要なものだけを含む、同じクラスの異なる定義を持つことができます。

たとえば、 の正規表現サポート用のアドオン ライブラリについて考えてみましょうString。一部の言語では、機能を文字列に含めるには、その機能をString名前空間に追加する必要があります。これが発生するとすぐに、Stringクラスが大きくなり、正規表現を使用する必要がない関数は、ライブラリ サイズの増加という「代償」を払う必要があります。このため、これらの種類のアドオンは通常、独自の名前空間とオブジェクトに配置されます。このアプローチの欠点は、新しい関数がの一部で はなくなることです。代わりに、別々に呼び出す必要がある独自の関数セットに分離されます。OOの観点から自然な構成である のString代わりに、 のようなものが使用され、順序が実質的に逆になります。 myString.parseWith(myPattern)myPattern.parseString(myString)

Dylan では、同じコードに対して多くのインターフェイスを定義できます。たとえば、文字列連結メソッドは、文字列インターフェイスと、さまざまなクラスのさまざまな連結関数をすべて集める「concat」インターフェイスの両方に配置できます。これは、関数がさまざまなオブジェクト タイプに適用できる傾向がある数学ライブラリでより一般的に使用されます。

インターフェース構造のより実用的な使用法は、モジュールのパブリック バージョンとプライベート バージョンを構築することです。これは、他の言語では追加機能として組み込まれていますが、必ず問題が発生し、構文が追加されます。 Dylan では、すべての関数呼び出しを単に「プライベート」または「開発」インターフェースに配置し、パブリックにアクセス可能な関数を に集めることができますPublic。JavaまたはC++では、オブジェクトの可視性はコードで定義されるため、同様の変更をサポートするには、プログラマーは定義を完全に書き直す必要があり、同時に 2 つのバージョンを持つことはできません。

Dylan のクラスは、slotsほとんどの OO 言語と同様の方法でオブジェクトの (データ メンバー、フィールド、ivars など) を記述します。スロットへのアクセスはすべて、Smalltalkと同様にメソッドを介して行われます。デフォルトの getter メソッドと setter メソッドは、スロット名に基づいて自動的に生成されます。他のほとんどの OO 言語とは対照的に、クラスに適用可能な他のメソッドはクラス外で定義されることが多く、そのため Dylan のクラス定義には通常、ストレージの定義のみが含まれます。たとえば、次のようになります。

クラス<window> ( <view> )を定義します。スロットのタイトル:: <string> = "untitled" 、init-keyword: title:;スロットの位置:: <point> 、必須のinit-keyword: position :;クラスの終了;   
         
       
 

この例では、クラス " <window>" が定義されています。<class name> 構文は、クラス名を目立たせるための慣例に過ぎず、山括弧はクラス名の一部にすぎません。対照的に、一部の言語では、慣例により、クラス名の最初の文字を大文字にするか、名前の前にCまたはTを付けます(例)。<window>は単一のクラス を継承し、ウィンドウ タイトルの文字列とウィンドウの角の XY ポイントを保持する<view>2 つのスロットを含みます。この例では、タイトルにはデフォルト値が与えられていますが、位置には与えられていません。オプションのinit-keyword構文を使用すると、プログラマはクラスのオブジェクトをインスタンス化するときにスロットの初期値を指定できます。 titleposition

C++ や Java などの言語では、クラスはインターフェースも定義します。この場合、上記の定義には明示的な指示がないため、両方の言語でスロットとメソッドへのアクセスは とみなされprotected、サブクラスでのみ使用できます。無関係なコードがウィンドウ インスタンスを使用できるようにするには、それらを と宣言する必要がありますpublic。

Dylan では、このような可視性ルールはコードの一部ではなく、モジュール/インターフェース システムの一部と見なされます。これにより、柔軟性が大幅に向上します。たとえば、開発初期に使用するインターフェースではすべてをパブリックとして宣言できますが、テストおよび展開で使用するインターフェースではこれを制限できます。C++ または Java では、これらの変更にはソース コードの変更が必要になるため、ユーザーは変更を行いませんが、Dylan ではこれはまったく無関係な概念です。

この例では使用していませんが、Dylan は多重継承もサポートしています。

Dylan では、メソッドは特定のクラスに本質的に関連付けられていません。メソッドはクラスの外部に存在するものと考えることができます。CLOS と同様に、Dylan は多重ディスパッチ(マルチメソッド) に基づいており、呼び出される特定のメソッドは、そのすべての引数の型に基づいて選択されます。メソッドはコンパイル時に認識されている必要はなく、必要な関数が使用可能かどうかはユーザーの好みに基づいて決まると理解されています。

Java では、同じメソッドが特定のクラスに分離されます。その機能を使用するには、プログラマーはそのクラスをインポートし、明示的に参照してメソッドを呼び出す必要があります。そのクラスが利用できない、またはコンパイル時に不明な場合、アプリケーションはコンパイルされません。

Dylan では、コードは関数内のストレージから分離されています。多くのクラスには独自の関数を呼び出すメソッドがあるため、他のほとんどの OO 言語と見た目や操作性が似ています。ただし、コードはジェネリック関数内に配置することもできます。つまり、コードは特定のクラスに関連付けられておらず、誰でもネイティブに呼び出すことができます。特定のジェネリック関数をクラス内のメソッドにリンクするには、次のようにします。

メソッドturn-blue ( w :: <window> )を定義します。 w .color := $ blue ;メソッドの終了;     
    
 

この定義は他の言語の定義と似ており、クラス内にカプセル化される可能性があります。 の構文糖で<window>ある := setter 呼び出しに注意してください。 color-setter($blue, w)

ジェネリック メソッドの有用性は、より「ジェネリックな」例を考えるとき、真価を発揮します。たとえば、ほとんどの言語で共通する関数の 1 つにto-string、オブジェクトを人間が読めるto-string形式で返す があります。たとえば、ウィンドウはタイトルと位置を括弧で囲んで返しますが、文字列は文字列自体を返します。Dylan では、これらのメソッドをすべて「 」という 1 つのモジュールに集めることができるため、このコードをクラス自体の定義から削除できます。特定のオブジェクトが をサポートしていない場合はto-string、モジュールに簡単に追加できますto-string。

to-stringこの概念全体は、一部の読者にとって非常に奇妙に感じられるかもしれません。ウィンドウを処理するコードはで定義されていません<window>。これは、Dylan が の呼び出しを処理する方法を考慮するまで意味をなさないかもしれませんto-string。ほとんどの言語^{[ which? ]}では、プログラムがコンパイルされるときにto-stringfor<window>が検索され、メソッドへのポインター (多かれ少なかれ) に置き換えられます。Dylan では、プログラムが最初に実行されるときにこれが発生します。ランタイムはメソッド名/パラメーターの詳細のテーブルを作成し、このテーブルを介してメソッドを動的に検索します。つまり、特定のメソッドの関数は、コンパイル時ユニットだけでなく、どこにでも配置できます。最終的に、プログラマーは、適切な場合はクラス行に沿ってコードを収集し、そうでない場合は機能行に沿ってコードを配置する点でかなりの柔軟性が与えられます。

ここでの意味は、プログラマーが別のファイルで関数を定義することで、既存のクラスに機能を追加できるということです。たとえば、すべての にスペル チェックを追加したい場合<string>、C++ や Java では文字列クラスのソース コードにアクセスする必要がありますが、このような基本クラスはソース形式で提供されることはほとんどありません。Dylan (および他の「拡張可能な言語」) では、スペル チェック メソッドをspell-checkモジュールに追加し、構文を介して適用できるすべてのクラスを定義define methodできます。この場合、実際の機能は、文字列を受け取ってエラーを返す単一の汎用関数で定義できます。モジュールspell-checkがプログラムにコンパイルされると、すべての文字列 (およびその他のオブジェクト) に追加された機能が提供されます。

Apple Dylan は、 Apple Computerが開発した Dylan の実装です。もともとはApple Newton製品用に開発されました。

• 公式ウェブサイト、Open Dylan – Unix/Linux、macOS、Microsoft Windows を対象としたオープンソースの最適化 Dylan コンパイラをホストしています。
• 言語の概要
• ディランの紹介
• アップル ディラン TR1
• Marlais Dylanインタプリタ – コンパイラのブートストラップに適したDylanのサブセットの実装