Raku（プログラミング言語）

ウォール氏が最初のスピーチで示した主な目標は、歴史的に生じた問題点の解消でした。これには、コンテナにおけるシジルの使用に関する混乱、関数間の曖昧さ、そしてベアワードファイルハンドルselectの構文上の影響などが含まれていました。Perlプログラマーが長年解決を議論してきた他の多くの問題も、ウォール氏のスピーチで明確に取り上げられました。

これらの目標が意味するところは、Perl 6 が既存の Perl コードベースとの後方互換性を持たないということだった。つまり、Perl 5 コンパイラで正しく解釈されたコードの一部が、Perl 6 コンパイラでは受け入れられないということである。ソフトウェアの改良において後方互換性は一般的な目標であるため、Perl 6 における破壊的変更は明示的に示す必要があった。Perl 5 と Perl 6 の違いは非常に大きくなったため、最終的に Perl 6 は Raku と改名された。

この言語のマスコットは「楽虫のカメリア」です。^{[ 1 ]}彼女の名前は、 Perl に関連付けられているラクダのマスコットにちなんだもので、その姿は、Perl コミュニティのダジャレ好きの伝統に倣って「ソフトウェア バグ」をもじったものです。蝶のような羽に埋め込まれた螺旋模様は、Perl 6 の愛称である「P6」という文字に似ており、中心からずれた目の位置は、「外反母趾」をもじった意図的なものです。^{[ 19 ]}

ロゴの活気に満ちたカラフルなデザインの背後にある目標の1つは、コミュニティにおける女性蔑視を抑制し、「男性的な傾向」を持つ人々が繊細な側面を示す機会となることだった。^{[ 20 ]}

Pugs は、 Audrey Tangが主導したHaskellで書かれた Perl 6 の初期実装です。Pugs はかつて Perl 6 の最も先進的な実装でした。2007 年半ばの時点で、ほとんど休止状態にあり、更新はGlasgow Haskell Compiler (GHC)の最新バージョンを追跡するためだけに行われていました。2014 年 11 月現在、Pugs はメンテナンスされていません。^{[ 26 ]}

2007年に、Perl 5を使用してPerl-6.0.0 STDをブートストラップする手段として、v6-MiniPerl6（"mp6")とその再実装であるv6-KindaPerl6（"kp6")が作成された。STDはPerl 6の完全な文法であり、Perl 6で記述されている。理論的には、STDを解析して実行可能コードを生成できるものはすべて、Perl 6の適切なブートストラップシステムである。kp6は現在mp6によってコンパイルされ、複数のバックエンドで動作することができる。^{[ 27 ] [ 28 ]} mp6とkp6は完全なPerl 6実装ではなく、完全なPerl 6コンパイラをブートストラップするために必要な最小限の機能セットを実装することのみを目的として設計されている。

YapsiはPerl 6で書かれたPerl 6コンパイラおよびランタイムでした。そのため、Rakudo Starリリースのいずれかのような既存のPerl 6インタープリタが必要でした。^{[ 29 ]}

Nieczaは、Perl 6の実装におけるもう一つの主要な取り組みであり、最適化と効率的な実装の研究に重点を置いている。これは共通言語インフラストラクチャを対象としている。^{[ 30 ]}

PerlとRakuの技術的な違いではない大きな違いは、Rakuが仕様として始まったことです。^{[ 33 ]}これは、必要に応じてRakuを再実装できることを意味し、また、プログラマーが特定の機能に関する最終的な権威を得るためにソースコードを読む必要がないことも意味します。対照的に、Perlでは、公式ドキュメントは権威あるものとはみなされておらず、実際のP​​erlインタープリタの動作を非公式に記述するだけです。ドキュメントと実装の間に矛盾が見つかった場合、どちらかが他方を反映するように変更される可能性があり、このダイナミズムがPerlリリースの継続的な開発と改良を促進します。

Rakuでは、 Perlの動的型システムに静的型が追加されました。^{[ 34 ]}例えば、

my Int $i = 0 ; my Rat $r = 3.142 ; my Str $s = "Hello, world" ; 

しかし、静的型付けはオプションであるため、プログラマーは明示的な型付けを一切行わなくてもほとんどの処理を実行できます。

my $i = "25" + 10 ; # $i は 35 です

Rakuは段階的な型付けシステムを提供しており、プログラマーは静的型付け、動的型付け、またはその両方を組み合わせることを選択できます。

Perl では、正式なパラメータリストを一切使用せずにサブルーチンを定義します (ただし、Perl の「プロトタイプ」を使用して、単純なパラメータのカウントや一部の型チェックを行うことができます)。サブルーチンに渡される引数は、配列の要素にエイリアスされます@_。の要素が@_変更されると、その変更は元のデータに反映されます。

Rakuは言語に真の形式パラメータを導入する。^{[ 35 ]} Rakuでは、サブルーチン宣言は次のようになる。

sub do_something ( Str $thing , Int $other ) { ... } 

Perlと同様に、仮引数（つまり、引数リスト内の変数）は実引数（渡される値）のエイリアスですが、デフォルトではエイリアスは定数でis rwあるため変更できません。プログラマがローカルで変更する必要がある場合は、それぞれ`in`または`in`ディレクティブを使用して、元の値の読み書き可能なエイリアスまたはコピーとして明示的に宣言できますis copy。

sub somefunction ( $a , $b , : $c , : $d , * @e ) { ... } somefunction ( 1 , 2 , : d ( 3 ), 4 , 5 , 6 ); # $a=1, $b=2, $d=3, @e=(4,5,6)

@list -> $a、$b、$cの場合{ ... } 

Perlでは、変数名の前に付く記号（シジル）は、変数の使用方法に応じて変化します。

# Perlコード my @ array = ('a', 'b', 'c'); my $element = $ array[1]; # $element は 'b' に等しい、 my @extract = @ array[1, 2]; # @extract は ('b', 'c') と等しい my $element = @ array[1]; # 'b' には警告が表示されます (5.10 オプション)

楽では、印は不変であり、配列が必要か配列要素が必要かによって変化しないことを意味します。^{[ 34 ]}

# 楽コード my @ array = 'a', 'b', 'c'; my $element = @ array[1]; # $element は 'b' と等しい my @extract = @ array[1, 2]; # @extract は ('b', 'c') と等しい my @extract = @ array[1]; # @extract は ('b') と等しい

Perlにおける数のばらつきは、英語をはじめとする多くの自然言語における数の一致にヒントを得ています。

「このリンゴ。」 # $a 正解 「これらのリンゴ。」 # @a 正解 「この3つ目のリンゴ。」 # $a[3] 正解 「この3つ目のリンゴ。」 # @a[3] 間違い

しかし、参照を用いる場合、この概念的なマッピングは破綻する。なぜなら、参照はスカラーであってもデータ構造を参照する可能性があるからである。したがって、ネストされたデータ構造を扱うには、単一の用語で単数形と複数形の両方を表現する必要があるかもしれない。

# Perl コード: 配列を含むハッシュを含むハッシュのリーフからリストを取得しますmy @trans_verbs = @ { $dictionary { 'verb' }{ 'transitive' } };

この複雑さは、自然言語の一般的な使用法にも他のプログラミング言語にも匹敵するものはなく、複雑なデータ構造を操作するコードを書く際に高い認知負荷を引き起こします。これはRakuにおける同じコードです。

# Raku コード: 配列を含むハッシュを含むハッシュのリーフからリストを取得しますmy @trans_verbs = %dictionary<verb><transitive><> ; 

Perlは、ブレッシングと呼ばれるメカニズムを通じてオブジェクト指向プログラミングをサポートしています。任意の参照をブレッシングすることで、特定のクラスのオブジェクトにすることができます。ブレッシングされたオブジェクトに対しては、「アロー構文」を使用してメソッドを呼び出すことができます。これにより、Perlは名前で適切なサブルーチンを検索（ディスパッチ）し、ブレッシングされた変数を最初の引数として呼び出します。

非常に強力な機能ではあるものの、オブジェクト指向の最も一般的なケースである、構造体のようなオブジェクトとそれに伴うコードを扱う場合、不必要に複雑になってしまう。さらに、Perlは使用されているオブジェクトモデルについて何の仮定もできないため、メソッド呼び出しをうまく最適化することができない。

「簡単なことは簡単に、難しいことは可能にする」という精神に基づき、Rakuは祝福モデルを維持しつつ、一般的なケースに対してより堅牢なオブジェクトモデルを提供します。^{[ 37 ]}例えば、デカルト座標の点をカプセル化するクラスは、次のように定義して使用できます。

クラスPointはrw { has $.x ; has $.y ; メソッドdistance ( Point $p ) { sqrt (( $!x - $p . x ) ** 2 + ( $!y - $p . y ) ** 2 ) } メソッド distance - to-center { self.distance : Point.new ( x = > 0 , y = > 0 ) } } my $point = Point . new ( x => 1.2 , y => - 3.7 ); say "Point の位置: (" , $point . x , ', ' , $point . y , ')' ; # 出力: Point の位置: (1.2, -3.7)# xとyを変更する（メソッド「x」と「y」がlvaluesとして使用されていることに注意してください）：$point . x = 3 ; $point . y = 4 ; say "Point's location: (" , $point . x , ', ' , $point . y , ')' ; # 出力: Point's location: (3, 4)my $other-point = Point.new ( x => -5 , y => 10 ) ; $ point.distance ( $other-point ) ; #=> 10 $point.distance - to-center ; # => 5

メソッド呼び出しの構文としてドットを採用している他の多くの言語（ C++、Java、Pythonなど）への敬意を表して、矢印の代わりにドットが使われるようになった。

Raku の用語では、$.xは「属性」と呼ばれます。一部の言語では、これらをフィールドまたはメンバーと呼びます。属性にアクセスするために使用されるメソッドは「アクセサ」と呼ばれます。自動アクセサ メソッドは、自動的に作成され、x上記の例のメソッドのように属性名と同じ名前が付けられるメソッドです。これらのアクセサ関数は、属性の値を返します。クラスまたは個々の属性が修飾子is rw(「読み取り/書き込み」の略) で宣言されている場合、自動アクセサには、属性に設定する新しい値を渡すことができます。または、 (例のように) をlvalueとして直接割り当てることもできます。プログラマが属性に対してより豊富なインターフェイスを必要とする場合、自動アクセサはユーザー定義メソッドに置き換えることができます。属性は、属性がどのように宣言されているかに関係なく、構文を介してクラス定義内から直接のみアクセスできます。$!その他のすべてのアクセスは、アクセサ メソッドを介して行う必要があります。

Rakuのオブジェクトシステムは、Rakuの多くのオブジェクト指向プログラミング機能をPerlに導入したMooseフレームワークに影響を与えた。

クラスMammalは脊椎動物です { ... } クラスDogは哺乳類です { ... } 役割ペット{ ... } 役割ストレイ{ ... } 役割ガイド{ ... } 

class GuideDog is Dog does Guide { ... } # サブクラスがロールを構成するmy $dog = new Dog ; $dog does Guide ; # 個々のオブジェクトが役割を構成する

class Human { has Dog $dog ; # ガイド の役割を果たすかどうかに関わらず、あらゆる種類の犬を含めることができます。 } role Blind { has Guide $guide ; # ガイドの役割を果たすオブジェクトであれば何でも含めることができます 。... # 犬でも他のものでも構いません } 

Perl の正規表現と文字列処理のサポートは、常に Perl の特徴の一つでした。^{[ 42 ]} Perl のパターンマッチング構造は、しばらくの間正規言語表現の能力を超えていたため、 ^{[ 43 ]} Raku のドキュメントでは、それらを正規表現と呼び、正式な定義から切り離しています。

Raku は正規表現に関して Perl の機能のスーパーセットを提供し、それらを「ルール」と呼ばれるより大きなフレームワークに統合します。このルールは、文脈依存の構文解析形式 (構文解析式文法やANTLR の構文述語など)の機能を提供するとともに、語彙スコープに関してクロージャとして機能します。^{[ 44 ]}ルールは、サブルーチン定義と非常によく似た使い方をするキーワードで導入されます。匿名ルールは、 (または) キーワードで導入することも、 (一致) または(置換) 演算子を介して Perl の正規表現のようにインラインで使用することもできます。ruleregexrxms

『アポカリプス 5』の中で、ラリー・ウォールは「現在の正規表現文化」に関する20の問題点を列挙した。その中には、Perlの正規表現が「コンパクトすぎて『かわいい』」、「メタ文字への依存が少なすぎる」、「名前付きキャプチャのサポートがほとんどない」、「文法のサポートがほとんどない」、「『実際の』言語との統合が不十分」といったものがあった。^{[ 45 ]}

Rakuでは、Perlの構文の一部が変更され、最も一般的なケースに合わせてさまざまな構文上の手がかりが最適化されています。たとえば、 Perlの制御フロー構文で必要だった括弧（丸括弧）は、現在は省略可能です。^{[ 36 ]}

if is-true () { for @array { ... } } 

また、,(カンマ)演算子はリストコンストラクタになったため、リストを括弧で囲む必要はなくなりました。

@array = 1 , 2 , 3 , 4 ; 

これで、@array要素が「1」、「2」、「3」、「4」のみの配列が作成されます。

Rakuでは比較を「連鎖」させることができます。つまり、以下のような一連の比較が可能です。

20 <= $temperature <= 25の場合、 「室温は 20 度から 25 度の間です！」と表示する。 } 

これは、各左から右への比較がそれぞれ独立して実行されたかのように扱われ、その結果がand演算によって論理的に結合されます。

Rakuは、 Haskellなどの一部の関数型プログラミング言語の特徴であるリストの遅延評価の方法を使用しています。^{[ 46 ]}

@integers = 0 .. Inf ; # 0から無限大までの整数

上記のコードは、無限サイズのリストを配列に代入しようとしてクラッシュすることはありませんし@integers、検索するスロット数が限られている場合にリストを拡張しようとして無限にハングアップすることもありません。

これにより、入出力操作、リスト変換、パラメータ渡しなど、Rakuにおける多くの一般的なタスクが簡素化されます。

遅延評価に関連して、 IconやPythonなどの言語のジェネレーターのように動作する、gatherおよびを使用した遅延リストの構築があります。take

my $squares = lazy gather for 0 .. Inf { take $_ * $_ ; }; 

$squaresこれは平方数の無限リストになりますが、遅延評価により、gather要素はアクセスされたときにのみ計算されることが保証されます。

Rakuは、他の値の合成値であるジャンクションの概念を導入しています。 ^{[ 46 ]}最も単純な形では、ジャンクションは一連の値を結合演算子で組み合わせることによって作成されます。

# | ("any") ジャンクションの例: my $color = 'white' ; unless $color eq 'white' | 'black' | 'gray' | 'grey' { die "カラー印刷はサポートされていません\n" ; } # & ("all") ジャンクションの例: my $password = 'secret!123' ; if $password ~~ /<:alpha>/ & / <:digit> / & / <:punct> / { say "あなたのパスワードは十分に安全です" ; } 

|は、左辺または右辺の引数のいずれかと等しい値を示します。 は、左辺と右辺の&両方の引数と等しい値を示します。 これらの値は、通常の値を使用するコードであればどれでも使用できます。 ジャンクションに対して実行される操作は、ジャンクションのすべてのメンバーに等しく作用し、論理積演算子に従って結合されます。 したがって、は を生成します。 比較では、ジャンクションは比較に対して単一の真または偽の結果を返します。 " " ジャンクションは、ジャンクションのいずれかの要素に対して比較が真である場合に真を返します。 " " ジャンクションは、ジャンクションのすべての要素に対して比較が真である場合に真を返します。("apple"|"banana") ~ "s""apples"|"bananas"anyall

ジャンクションは、型のジャンクションに限定されたジェネリックプログラミングのスタイルを導入することで、型システムをより豊かに拡張するためにも使用できます。

subset Color of Any where RGB_Color | CMYK_Color ; sub get_tint ( Color $color , Num $opacity ) { ... } 

低レベル言語では、 C プリプロセッサの普及により、マクロの概念はソースコードのテキスト置換と同義語となっています。しかし、 Lispなどの高レベル言語は、C より先に、はるかに強力なマクロを使用していました。^{[ 47 ]} Raku はこの Lisp のようなマクロの概念を利用します。^{[ 35 ]}この種のマクロの強力さは、プログラムを単純なテキストとしてではなく、高レベルのデータ構造として操作し、プログラミング言語のすべての機能を自由に利用できるという事実から生まれます。

Raku マクロ定義はサブルーチンまたはメソッド定義のように見え、解析されていない文字列、事前に解析されたコードを表すAST、またはその 2 つの組み合わせに対して操作を実行できます。マクロ定義は次のようになります。^{[ 48 ]}

macro hello ( $what ) { quasi { say "こんにちは { {{{$what}}} }" }; } 

この例では、マクロはC言語スタイルのテキスト置換と大差ありませんが、マクロパラメータの解析はマクロが呼び出し元のコードに対して動作する前に行われるため、診断メッセージははるかに有益な情報を提供します。しかし、マクロの本体は使用されるたびにコンパイル時に実行されるため、多くの最適化手法を適用できます。コンパイル時に処理を行うことで、結果として得られるプログラムから複雑な計算を排除することも可能です。

Perlでは、識別子名にASCII英数字とアンダースコアを使用できます。これらは他の言語でも使用可能です。Rakuでは、英数字にはほとんどのUnicode文字が含まれます。さらに、ハイフンとアポストロフィも使用できます（ただし、数字が後に続かないなど、いくつかの制限があります）。名前の単語をアンダースコアの代わりにハイフンで区切るスタイルは、「ケバブケース」と呼ばれます。

「ハローワールド」プログラムは、言語を紹介する際によく使われるプログラムです。Rakuでは、「ハローワールド」は次のようになります。

「こんにちは、世界」と言いましょう。 

ただし、その方法は一つだけではありません。

Rakuにおける階乗関数は、いくつかの異なる方法で定義されています。

# 再帰（`if\else`構文を使用）sub fact ( UInt $n --> UInt ) { if $n == 0 { 1 } else { $n * fact ( $n-1 ) } } # 再帰を使用 (if をステートメント修飾子として使用) sub fact ( UInt $n --> UInt ) { return 1 if $n == 0 ; return $n * fact ( $n-1 ); } # 再帰（`when`構文を使用）sub fact ( UInt $n --> UInt ) { when $n == 0 { 1 } default { $n * fact ( $n-1 ) } } # 三項演算子の使用sub fact ( UInt $n --> UInt ) { $n == 0 ?? 1 !! $n * fact ( $n-1 ) } # 複数のディスパッチを使用multi fact ( 0 ) { 1 } multi fact ( UInt $n --> UInt ) { $n * fact ( $n - 1 ) } # 還元メタ演算子sub fact ( UInt $n --> UInt ) を使用する { [*] 1 .. $n } # 階乗演算子を作成し、還元メタ演算子sub postfix を使用します: <!>( UInt $n --> UInt ) { [*] 1 .. $n } # `state` 宣言子を使用してメモ化された階乗サブファクトを作成します( UInt $n --> UInt ) { state %known = 0 => 1 ; return %known { $n } if %known { $n }: exists ; %known { $n } = $n * fact ( $n-1 ); return %known { $n }; } 

クイックソートはよく知られたソートアルゴリズムです。関数型プログラミングパラダイムを用いた動作する実装^{[ a ]}は、Rakuで簡潔に記述できます。

# 空のリストは空のリストにソートされます。マルチクイックソート([]) { () } # それ以外の場合は、最初の項目をピボットとして抽出します... multi quicksort ([ $pivot , * @rest ]) { # パーティション。my @before = @rest . grep (* < $pivot ); my @after = @rest . grep (* >= $pivot ); # パーティションをソートします。flat ( quicksort ( @before ), $pivot , quicksort ( @after )) } 

ハノイの塔は、コンピュータサイエンスにおける再帰プログラミングの導入によく用いられる。この実装では、Rakuのマルチディスパッチ機構とパラメトリック制約を使用している。

multi sub hanoi ( 0 , $, $, $) { } # ディスクがないので、何も行わないmulti sub hanoi ( $n , $a = 'A' , $b = 'B' , $c = 'C' ) { # $n 個のディスクと 3 つのペグ A、B、C から開始hanoi $n - 1 , $a , $c , $b ; # まず、A から B へ $n - 1 個のディスクを移動しますsay "ディスク $n をペグ $a からペグ $c へ移動" ; # 次に、A から C へ最後のディスクを移動hanoi $n - 1 , $b , $a , $c ; # 最後に、B から C へ $n - 1 個のディスクを移動 } 

• ランダル、アリソン；スガルスキ、ダン；トッチ、レオポルド（2003）。Perl 6 Essentials（第1 版）。O'Reilly Media。ISBN 978-0-596-00499-6。
• ランダル、アリソン；スガルスキ、ダン；トッチ、レオポルド（2004）。Perl 6とParrot Essentials（第2 版）。O'Reilly Media。ISBN 978-0-596-00737-9。
• ウォルターズ、スコット（2004年12月15日）。Perl 6 Now: The Core Ideas Illustrated with Perl 5。Expert 's Voice in Open Source。ISBN 978-1-59059-395-0。

また、初期のPerl 6仮想マシンの1つであるParrotに特化した書籍が2009年に出版された。

• ランダル、アリソン；ウィットワース、アンドリュー（2009年6月15日）。Parrot開発者ガイド：Pir。Onyx Neon Press。ISBN 978-0-9779201-2-92016年10月18日にオリジナルからアーカイブされました。 2017年7月24日に取得。

• シトフ、アンドリュー（2017）。Perl 6 の概要。Amazon Digital Services LLC - Kdp。ISBN 978-90-821568-3-6。
• ローゼンフェルド、ローラン；ダウニー、アレン B. (2017). Think Perl 6. O'Reilly Media. ISBN 978-1-4919-8055-2。
• Merelo, JJ (2017年7月9日). Perl 6でプログラミングを学ぶ：最初のステップ：コマンドラインから離れずにプログラミングを始める。Perlでプログラミングを学ぶ。ISBN 978-1-5217-9578-1。
• レンツ、モーリッツ (2017 年 7 月 27 日) Perl 6 の基礎。アプレス。ISBN 978-1-4842-2898-2。
• シトフ、アンドリュー（ 2017年9月7日）。Perl 6 Deep Dive。Packt Publishing, Limited。ISBN 978-1-78728-204-9。
• シトフ、アンドリュー（2017）。Perl 6 の使用。ISBN 978-90-821568-1-2。
• Szabo, Gabor (2017年12月3日). Perl 6によるWebアプリケーション開発. 著者.
• レンツ、モーリッツ（2017年12月4日）。Perl 6 による構文解析：正規表現と文法：構文解析への再帰的降下。Apress。ISBN 978-1-4842-3228-6。
• フォイ、ブライアン・D. (2018).パール学習6.オライリー・メディア. ISBN 978-1-4919-7768-2。

• シトフ、アンドリュー（2019年10月13日）。『Rakuの使い方：Rakuプログラミング言語で解決する100のプログラミング課題』（第2 版）。スージー・K・エドワーズ。ISBN 978-90-821568-8-1。
• シトフ、アンドリュー（2019年10月18日）。『楽一行詩：楽の表現力豊かな構文を日々のルーティンに最大限活用する方法』。Amazon Digital Services LLC - Kdp。ISBN 978-90-821568-9-8。
• レンツ、モーリッツ（ 2020年9月6日）。楽焼の基礎：例、プロジェクト、ケーススタディ付き入門書。Apress。doi ：10.1007/978-1-4842-6109-5。ISBN 978-1-4842-6108-8。