スノボル

SNOBOL (「StriNg Oriented and symBOlic Language」) は、1962 年から 1967 年にかけてAT&Tベル研究所でDavid J. Farber、Ralph Griswold 、 Ivan P. Polonskyによって開発され、最終的に SNOBOL4 となった一連のプログラミング言語です。SNOBOL は、1950 年代から 1960 年代にかけて開発された数多くのテキスト文字列指向言語の 1 つであり、他にはCOMITやTRAC などがあります。

SNOBOL4 は、パターンを第一級データ型(つまり、プログラミング言語の他のデータ型に許可されているすべての方法で値を操作できるデータ型)として持つことと、パターンの連結と選択のための演算子を提供することで、当時のほとんどのプログラミング言語とは一線を画しています。SNOBOL4 パターンはオブジェクトの一種であり、さまざまな操作が可能です。これは、パターンが正規表現として知られている JavaScript などの後のオブジェクト指向言語によく似ています。さらに、実行中に生成された SNOBOL4 文字列はプログラムとして扱うことができ、解釈またはコンパイルして実行できます (他の言語のeval関数のように)。

SNOBOL4 は、1960 年代後半から 1970 年代前半にかけて米国の大規模な大学で広く教えられ、1970 年代から 1980 年代にかけて人文科学におけるテキスト操作言語として広く使用されました。

1980年代と1990年代には、 AWKやPerlなどの新しい言語が正規表現による文字列操作を流行らせたため、その使用は衰退しました。SNOBOL4パターンには、文脈自由文法と同等で正規表現よりも強力なBNF文法を表現する方法が含まれています。 ^[2] 現在のバージョンのAWKとPerlの「正規表現」は、実際には従来の意味での正規表現の拡張ですが、正規表現はSNOBOL4パターンとは異なり再帰的ではなく、SNOBOL4パターンに明確な計算上の利点をもたらします。^[3] （ただし、再帰式は2007年12月にリリースされたPerl 5.10で登場しました。 ^{[4] [5]}）

その後のSL5（1977）^[6]とIcon（1978）言語は、SNOBOL4パターンマッチングのバックトラッキングと、より標準的なALGOLのような構造化を組み合わせるためにグリスウォルドによって設計されました。

SNOBOL 言語は、当初は、その作者が多項式の記号操作を行うためのツールとして作成されました。IBM 7090用のアセンブリ言語で記述されました。構文は単純で、データ型は文字列のみ、関数や宣言はなく、エラー制御はほとんどありませんでした。しかし、その単純さと「個人的な」性質にもかかわらず、他のグループにも広まり始めました。その結果、作者はそれを拡張して整理することにしました。

SNOBOL2 は存在しましたが、ユーザー定義関数のない短命の中間開発バージョンであり、リリースされることはありませんでした。

SNOBOL は標準機能とユーザー定義機能の両方を追加するために書き直され、その結果が SNOBOL3 としてリリースされました。SNOBOL3 は非常に人気を博し、他のプログラマーによって IBM 7090 以外のコンピューター用に書き直されました。その結果、互換性のない方言がいくつか生まれました。

SNOBOL3 が普及するにつれて、作者たちは言語の拡張を求める要求をますます多く受けるようになりました。また、自分たちが書いていないバージョンでの非互換性やバグについての苦情も受け始めました。これに対応し、1960 年代後半に導入された新しいコンピュータを活用するために、多くの追加データ型と機能を備えながらも、コンピュータ間の移植性を向上させるために仮想マシンをベースにしたSNOBOL4を開発するという決定が下されました。^{[7] SNOBOL4 言語トランスレータは依然としてアセンブリ言語で書かれていました。しかし、アセンブラのマクロ機能を使用して、} SNOBOL実装言語である SIL の仮想マシン命令を定義しました。これにより、マクロ アセンブラや高水準言語を含む任意のマシンで仮想命令を再作成することにより、トランスレータをホストする仮想マシンを比較的簡単に移植できるようになり、言語の移植性が大幅に向上しました。^[8]

マシン非依存言語SILは、ダグラス・マキロイによる文字列操作マクロの一般化として生まれ、初期のSNOBOL実装で広く使用されていました。1969年にマキロイはSNOBOL4にテーブル型を追加することを主張し、再び言語に影響を与えました。^{[9] [10]}

SNOBOL は、形式とプログラミング スタイルが独特であり、 FortranやALGOLなどの現代の手続き型言語とは根本的に異なります。

SNOBOL4 は、整数や精度が制限された実数、文字列、パターン、配列、テーブル(連想配列)などの多数の組み込みデータ型をサポートし、プログラマーが追加のデータ型や新しい関数を定義することもできます。SNOBOL4 のプログラマー定義データ型機能は当時としては先進的で、初期のCOBOLや後のPascalプログラミング言語のレコードに似ています。

すべてのSNOBOLコマンドラインは次の形式です。

ラベル 主題 パターン = 目的語 : 転送

5 つの要素はそれぞれオプションです。一般に、サブジェクトはパターンと照合されます。オブジェクトが存在する場合、一致した部分は置換ルールによってオブジェクトに置き換えられます。転送は、サブジェクト評価、パターン評価、パターン マッチ、オブジェクト評価、または最終割り当ての成功または失敗に応じて、絶対分岐または条件分岐になります。また、実行中にプログラム自体によって作成およびコンパイルされたコードへの転送になることもあります。

SNOBOL パターンは非常に単純なものから極めて複雑なものまであります。単純なパターンは単なるテキスト文字列 (例: 「ABCD」) ですが、複雑なパターンは、たとえばコンピュータ言語の完全な文法を記述する大きな構造である場合があります。SNOBOL の言語インタープリターは、ほとんど変更を加えることなく、 Backus-Naur 形式の表現からほぼ直接実装できます。完全に理論的なハードウェア用のマクロ アセンブラとインタープリターを作成するには、わずか数百行で済み、新しい命令を 1 行で追加できます。

複雑な SNOBOL パターンは、他のほとんどのパターン マッチング言語で使用されるより原始的な正規表現では非現実的または不可能なことを行うことができます。このパワーの一部は、いわゆる「SPITBOL 拡張」 (オリジナルの SNOBOL 4 言語のほぼすべての最新の実装にも組み込まれています) から派生していますが、それらなしでも同じパワーを実現できます。このパワーの一部は、パターン マッチング操作中に生成できる副作用から生まれます。これには、多数の中間/暫定的なマッチング結果の保存や、パターン マッチング中にユーザーが作成した関数を呼び出す機能 (ほぼすべての必要な処理を実行できます)、中断されたパターン マッチングの進行中の方向に影響を与える機能、またはマッチング操作中にパターン自体を変更する機能などが含まれます。パターンは、他のファースト クラス データ項目と同様に保存でき、連結したり、他のパターン内で使用したり、非常に複雑で洗練されたパターン表現を作成するために使用したりできます。たとえば、「完全な名前と国際郵便の郵送先住所」に一致する SNOBOL4 パターンを記述することは可能ですが、これは正規表現を使用して試みることさえ現実的ではありません。

SNOBOL4 パターン マッチングは、 DCG を介してパターンのような構造を提供する論理プログラミング言語Prologで使用されるものと同様のバックトラッキング アルゴリズムを使用します。このアルゴリズムにより、ほとんどの言語の場合よりも SNOBOL を論理プログラミング言語として使用しやすくなります。

SNOBOL は、変数、文字列、データ構造を単一のガベージコレクションされたヒープに格納します。

「Hello, World!」プログラムは次のようになります...

          出力 =  "Hello, World!"
終了

ユーザー名を尋ね、それを出力文で使用する簡単なプログラムです。

          出力 =  "お名前は何ですか?"
          ユーザー名 = 入力
          出力 =  "ありがとうございます、" ユーザー名
終了

3 つの出力の中から選択するには...

          出力 =  "お名前は何ですか?"
          ユーザー名 = 入力
          ユーザー名 "J"                                              : S ( LOVE )
          ユーザー名 "K"                                              : S ( HATE ) 
MEH       出力 =  "こんにちは、 " ユーザー名                                 :( END ) 
LOVE      出力 =  "お会いできてうれしいです、 " ユーザー名               :( END ) 
HATE      出力 =  "ああ、あなたですね、 " ユーザー名
END

これ以上入力ができなくなるまで入力を要求し続けます...

          出力 =  "このプログラムは個人名を尋ねます"
          出力 =  "入力せずにリターンキーを押すまで" 
          NameCount  =  0                                             :( GETINPUT ) 
AGAIN      NameCount  =  NameCount  +  1
          出力 =  "名前 "  NameCount  ": "  PersonalName 
GETINPUT  出力 =  "名前を入力してください "  NameCount  +  1  
          PersonalName  =  INPUT 
          PersonalName  LEN ( 1 )                                       : S ( AGAIN )
          出力 =  "完了しました。"  NameCount  " 名が要求されました。" 
END

古典的な実装はPDP-10上にありました。これは、コンパイラ、形式文法、人工知能、特に自然言語の機械翻訳と機械理解の研究に使用されてきました。最初の実装は、ニュージャージー州ホルムデルのベル研究所の IBM 7090 上にありました。SNOBOL4 は特に移植性を重視して設計されました。最初の実装は 1966 年に IBM 7094 上で開始されましたが、1967 年に IBM 360 上で完了しました。その後、急速に他の多くのプラットフォームに移植されました。

非常に高度な機能のいくつかは実装が難しいため、通常はインタープリタとして実装されますが、インタープリタが提供するほぼすべての機能を提供する コンパイラ、SPITBOL コンパイラが存在します。

PDP-10の従来の実装は非常に低速であったため、1972 年にニュージャージー州ホルムデルのベル研究所の James Gimpel がPDP-10用の SNOBOL4 のネイティブ実装を設計し、SITBOL と名付けました。彼はその設計を、その年にスティーブンス工科大学で教えた文字列処理の大学院クラスの基礎として使用しました(これが SITBOL と名付けられた理由です)。学生には実装するセクションが与えられ (PDP-10 アセンブラで)、学期全体は SITBOL の実装に集中しました。学期末までに 80% 以上が完成し、その後 Gimpel 教授と数人の学生によって夏の間に完成されました。SITBOL は、フル機能の高性能 SNOBOL4 インタープリタでした。

Gnat Adaコンパイラには 、Spitbol 文字列操作セマンティクスをすべて実装するパッケージ (GNAT.Spitbol) が付属しています。これは、Ada プログラム内から呼び出すことができます。

ミシガンターミナルシステム（MTS）のファイルエディタは、SNOBOL4パターンに基づいたパターンマッチングを提供しました。^[11]

現在、いくつかの実装が利用可能です。Phil Budne によって書かれた C のマクロ SNOBOL4 は、ほぼすべてのプラットフォームで実行できる無料のオープンソース実装です。^[12] Catspaw, Inc は、DOS、Macintosh、Sun、RS/6000 など、さまざまなコンピュータ プラットフォーム向けに SNOBOL4 言語の商用実装を提供し、これらの実装は現在 Catspaw から無料で入手できます。Viktors Berstis による Minnesota SNOBOL4 は、オリジナルの IBM メインフレーム バージョンに最も近い PC 実装 (Fortran のような FORMAT ステートメント サポートも含む) であり、これも無料です。^[13]

SNOBOL自体には構造化プログラミング機能はありませんが、 1970年代にFred G. Swartzによって、ミシガン大学のミシガン端末システム（MTS）で使用するためにSnostormと呼ばれるSNOBOLプリプロセッサが設計され実装されました。^[14] Snostormは、MTSを実行する8〜15のサイトで使用されていました。また、1982年から1984年にかけては ロンドン大学（UCL）でも利用可能でした。

Andrew KoenigによるSnoconeは、SNOBOL4言語にブロック構造の構成要素を追加します。SnoconeはSNOBOL4の適切なスーパーセットではなく、自己完結型のプログラミング言語です。^[15]

SPITBOL 実装では、従来の構造化プログラミング キーワードを使用しないにもかかわらず、通常「構造化プログラミング」と考えられている同等の機能の多くを提供できる機能もいくつか導入されました。最も顕著なのは、ネストされた if/then/else 型構造です。これらの機能は、その後、最新の SNOBOL4 実装のほとんどに追加されました。SPITBOL は、長年商用製品として提供された後、2009 年 4 月にGNU General Public Licenseに基づくフリー ソフトウェアとしてリリースされました。

デイブ・ファーバーによれば^[16] 、彼とグリスウォルド、ポロンスキーは「最終的にSymbolic EXpression Interpreter SEXIという名前にたどり着いた」という。

すべては順調に進んでいましたが、ある日、システムを組み立てるためのバッチ ジョブを送信していたとき、いつものように、BTL 標準に従って、デッキの最初のカードである JOBカードに、自分の仕事と自分の名前 (SEXI Farber) を記入しました。

コンプセンターの女子生徒の一人がそれを見て、ユーモラスに「そう思うのね」と言いました。

それで、私たちには別の名前が必要だとはっきりわかりました。私たちは座って話をし、コーヒーを飲み、輪ゴムを投げました。そして、かなり時間が経った後、誰かが（おそらくラルフが）「私たちには名前を見つけるチャンスなどない」と言いました。私たち全員が、BOL 言語の精神にのっとって、一斉に「わかったよ。SNOBOL」と叫びました。そして、私たちはそれが何を意味するのか考えました。

「SNOBOL」の一般的な略語は「String Oriented Symbolic Language」^{[17]または（}準頭文字語として）「StriNg Oriented symBOlic Language」である。^[18]

• アイコン（プログラミング言語）
• スノーボール（プログラミング言語）
• スノストーム
• スピトボル
• Unicon (プログラミング言語)

• Emmer, Mark B. (1985)。SNOBOL4 +: パーソナルコンピュータユーザーのための SNOBOL4 言語。Prentice Hall。ISBN 0-13-815119-9。
• ギンペル、ジェームズF. (1976) 。SNOBOL4 のアルゴリズム。Wiley。ISBN 0-471-30213-9。1986年にコロラド州サリダ：Catspawから再出版（ISBN 0-939793-00-8）。 
• グリスウォルド、ラルフ E. (1972)。SNOBOL4のマクロ実装。WH フリーマン。ISBN 0-7167-0447-1。
• Griswold, Ralph E.; Poage, JF; Polonsky, IP (1968)。SNOBOL4プログラミング言語。Prentice Hall。ISBN 0-13-815373-6。
• グリスウォルド、ラルフ E. (1975)。SNOBOL4における文字列とリストの処理: テクニックとアプリケーション。プレンティス ホール。ISBN 0-13-853010-6。
• ホッケー、スーザン M. (1985)。人文科学のためのスノーボルプログラミング。クラレンドン プレス。ISBN 0-19-824676-5。

• CSNOBOL4 は、オリジナルの Bell Labs SNOBOL4 を C コンパイラを搭載したシステムに移植した、無料かつオープン ソースの BSD ライセンスの移植版であり、SPITBOL および Blocks の拡張機能が含まれています。
• Catspaw, Inc.はSNOBOL4の実装と商用サポートを提供しています。
• グリスウォルド、ラルフ E. (1990 年 7 月 25 日)。「ラルフ E. グリスウォルドとの口述歴史インタビュー - SNOBOL の開発について語る」。ミネアポリス:ミネソタ大学チャールズ バベッジ研究所。]。
• 「SNOBOL プログラミング言語に関する Charles Hall コレクション」。ミネアポリス: ミネソタ大学チャールズ バベッジ研究所。
• SNOBOL4 がどのようなものかを簡単に知りたい場合は、このオンライン コンパイラ^{[ permanent dead link ‍ ]をお試しください。}
• オンラインで試す (Snobol4/CSNOBOL) オンラインコンパイラ