Chapter 2  基本データ型，変数の宣言，簡単な関数

• インタラクティブコンパイラを使う
• 基本データ型とその演算
• 変数の束縛
• 関数宣言

この章のキーワード: インタラクティブコンパイラ，型，型システム，型安全性， 有効範囲, 環境，関数

2.1  インタラクティブコンパイラを使う

2.1.1  簡単な使い方

        Objective Caml version 3.08.1

# 

# 1 + 1;;
- : int = 2

# 1 + 2 * 3;;
- : int = 7
# (1 + 2) * 3;;
- : int = 9

---

Table 2.1: コンパイラバッファ(Tuareg Interactive mode)内キーバインディング

C-c C-c	入力途中で中断しプロンプトに戻る
C-c TAB	Camlに割り込みを入れる
C-c C-k	Camlを終了
M-p	過去に入力した式の履歴を遡る
M-n	過去に入力した式の履歴を新しい方へ辿る

---

# 2 + 3 - ;;
 2 + 3 - ;;
 ^^
Syntax error
# 5 + "abc";;
 5 + "abc";;
 ^^^^^
This expression has type string but is here used with type int
# 4 / 0;;
Exception: Division_by_zero.

        Objective Caml version 3.08.3

# #quit;;
Process inferior-caml finished

2.1.2  その他: ファイルからのプログラムの読み込み・コメント

two.ml の内容

1 + 1;;

#use を使う

        Objective Caml version 3.08.3

# #use "two.ml";;
- : int = 2

# 1 + #use "two.ml";;
 1 + #use "two.ml";;
 ^
Syntax error

---

Table 2.2: Tuareg mode キーバインディング

TAB	現在の行のインデント
C-c C-p	前のフレーズ(意味のあるまとまり)へ移動
C-c C-n	次のフレーズへ移動
ESC C-h	フレーズにマーク
ESC q	フレーズをインデント
C-c . t	try 式の挿入
C-c . m	match 式の挿入
C-c . l	let 式の挿入
C-c . i	if 式の挿入
C-c . w	while 式の挿入
C-c . f	for 式の挿入
C-c . b	begin 式の挿入
C-c C-s	ocaml を起動．起動中には以下のコマンドが使用可能
C-c C-k	ocaml を終了
C-c C-b	バッファを評価(ocaml プロセスへ送信)
C-c C-r	選択部分の評価
C-c C-e	フレーズの評価

---

コメント，日本語の扱い

2.2  基本データ型とその演算

メタ変数について テキスト 中，Objective Caml 式を表記する際に， i + jのように，斜体英小文字とタイプライタ体を 混ぜて表記することがある．+ 記号が Objective Caml の式の一部の文字である ことに対して，i, j は(このテキスト 中では) 任意の整数式を表すためのテキスト上での表記である．すると，例えば Objective Caml 式 1 + 2 は i を 1, j を 2と考えた場合の例と考え ることになる．このようなプログラムの世界の外での表記のための変数を メタ変数(metavariable)と呼ぶ．プログラムに用いられる変数 (プログラム変数)と混同しないように気をつけたい．特に，プログラム変数 のためのメタ変数を用いる場合には注意が必要である．例えば，テキスト中 で x, y などをプログラム変数のためのメタ変数として使用するが， x + 1と書いたときには，a + 1, pi + 1, hoge + 1, x + 1 な ど，a, pi, hoge, x という具体的な変数を使った任意の式を表わし ている．

2.2.1  unit型

# ();;
- : unit = ()

2.2.2  int型

• i land j, i lor j, i lxor j, lnot i: ビット毎の論理積/論理和/排他的論理和/論理的否定をとる．
• i lsl j: i の左方向への j ビットシフト (= i * 2^{(j mod 32)})．
• i lsr j: i の右方向へのjビッ ト(論理)シフト．(最上位ビットには常に0がはいる．)
• i asr j: i の右方向へのjビッ ト(算術)シフト．(最上位ビットには i の正負を保存するものがはいる．)

2.2.3  float型

# 2.1 +. 5.9;;
- : float = 8.
# 1 +. 3.4;;
 1 +. 3.4;;
 ^
This expression has type int but is here used with type float
# float_of_int(1) +. 3.4;;
- : float = 4.4
# float_of_int 1 +. 3.4;;
- : float = 4.4
# 1 + (int_of_float 3.4);;
- : int = 4

2.2.4  char型

# '\120';;
- : char = 'x'
# int_of_char 'Z';;
- : int = 90

2.2.5  string型

# "Hello," ^ " World!";;
- : string = "Hello, World!"
# ("Hello," ^ " World!").[10];;
- : char = 'l'

---

Table 2.3: エスケープシーケンス

\\	バックスラッシュ(\)
\'	引用符 ('), ' 内でのみ有効
\"	二重引用符 ("), " 内でのみ有効
\n	改行
\r	(行頭への)復帰
\t	水平タブ
\b	バックスペース
\ddd	ddd を10進のASCIIコードとする文字

---

2.2.6  bool型

• not b: b の否定を返す．
• b₁ && b₂ または b₁ & b₂: b₁, b₂ の論理 積を返す．b₁ の評価結果が false の場合は b₂ の評価は行わない．
• b₁ || b₂ または b₁ or b₂: b₁, b₂ の論理 和を返す．b₁ の評価結果が true の場合は b₂ の評価は行わない．

• e₁ = e₂: 式e₁, e₂ の値 が等しいか判定する．
• e₁ <> e₂: 式e₁, e₂ の値 が等しくない場合に真を返す．
• e₁ < e₂, e₁ > e₂, e₁ <= e₂, e₁ >= e₂: e₁, e₂ の値の大小比較を行う．

# (not (1 < 2)) || (() = ());;
- : bool = true
# 3.2 > 5.1;;
- : bool = false
# 'a' >= 'Z';;
- : bool = true
# 2 < 4.1;;
 2 < 4.1;;
 ^^^
This expression has type float but is here used with type int

# (if 3 + 4 > 6 then "foo" else "bar") ^ "baz";;
- : string = "foobaz"

2.2.7  型システムと安全性

if ⟨ 複雑な式 ⟩ then 1 else "foo"

2.2.8  練習問題

2.3  変数の束縛

2.3.1  let 宣言

# let pi = 3.1415926535;;
val pi : float = 3.1415926535

# pi;;
- : float = 3.1415926535
# let area_circle2 = 2.0 *. 2.0 *. pi;;
val area_circle2 : float = 12.566370614

let x = e;;

• 名前をつけることにより，計算結果を抽象化(abstraction)するこ とができる．また名前によりプログラムの意味を明らかにし，間違いを減らす．
• ある計算結果を何度も使う際に，結果に名前をつけることで，計算をやり直 すことなく再利用することができる．

# let one = 1;;
val one : int = 1
# let two = one + one;;
val two : int = 2
# let one = "One";;
val one : string = "One"
# let three = one ^ one ^ one;;
val three : string = "OneOneOne"

# let pi : float = 3.1415926535
# let e = 2.718281828;;
val pi : float = 3.1415926535
val e : float = 2.718281828

変数の名前

1. 一文字目が英小文字またはアンダースコア (_) で，
2. 二文字目以降は英数字(A...Z, a...z, 0...9)，アンダースコアまたは プライム (')

---

and	as	assert	asr	begin	class
closed	constraint	do	done	downto	else
end	exception	external	false	for	fun
function	functor	if	in	include	inherit
land	lazy	let	lor	lsl	lsr
lxor	match	method	mod	module	mutable
new	of	open	or	parser	private
rec	sig	struct	then	to	true
try	type	val	virtual	when	while
with

Table 2.4: Objective Caml キーワード

---

2.3.2  環境と静的有効範囲

---

変数名	値
⋮	⋮
⋮	⋮
sin	正弦関数
max_int	1073741823
⋮	⋮

Figure 2.1: ocaml 起動時の大域環境

---

---

変数名	値
⋮	⋮
⋮	⋮
one	1
two	2
one	"One"
three	"OneOneOne"

Figure 2.2: let宣言実行後の大域環境

---

2.3.3  練習問題

2.4  関数宣言

⟨半径⟩ *. ⟨半径⟩ *. pi

# let circle_area r = (* area of circle with radius r *)
#   r *. r *. pi;;
val circle_area : float -> float = <fun>

# circle_area 2.0;;
- : float = 12.566370614

# let circle_area(r : float) : float = (* area of circle with radius r *)
#   r *. r *. pi;;
val circle_area : float -> float = <fun>

let f ⟨ parameter ⟩ [: t] = e
    ただし ⟨ parameter ⟩ ::= x | (x: t)

静的有効範囲について補足 関数本体中の pi は，静的有効範囲によって，関数宣言の時点で宣言さ れているものが参照される．そのため，circle_area のあとでpi を再宣 言しても，circle_area の定義には影響がない．

# let pi = 1.0;;
val pi : float = 1.
# circle_area 2.0;;
- : float = 12.566370614

これに対して，関数を呼び出した時点の pi の値を見る dynamic scoping という 方式を採用している言語(例えば Emacs Lisp)もある．dynamic scoping の下では， 上の結果は，4.0 (つまり 2.0 *. 2.0 *. 1.0) になる．

2.4.1  練習問題

1

この手順を read-eval-print ループと呼ばれることもある．

2

ただし C の void 型はそれに属する値をもたない．

3

コンパイルと静的な型づけの間に直接の関係はない． Lisp は動的にチェックが行われるがコンパイラが存在するし， インタプリタ実行する言語に静的型システムを導入することができる．

4

先に見た 0 での除算は，型エラーではないとしたが， (Objective Camlでは)その結果が言語内の概念である例外の発生として 定義されており，しかも実行中にその発生を検知することができる． (C では OS の助けを借りないと，0での除算の発生を検知することはできない．)

5

実際に実行時に探索をするわけではない

6

テキストを通じて関数宣言の文法は徐々に拡大されていく．