# Simple のモジュール [English](module.md) | 日本語 この文書は [Modules for Simple](module.md) の日本語訳です。原文はモジュールの設計案です。 目標： - 有効なプログラムを1行で書けるようにする（チュートリアルや初心者の導入を簡単にする）。 - 最小限の手間でコンパイルして実行する。 - 分割コンパイル、名前空間、外部ライブラリを扱う。 - ELF など、リンク可能・実行可能な形式へコンパイルする。 - フィールドやクラスを簡単に非公開にする。 - 出力ファイルを、既存の .o/.exe/lib/dll の仕組みと互換にする。 - `#include` や `import` 用のファイルを不要にする。 - モジュールごとに構造・ファイルシステムの階層を持たせる。 - 複数のファイルで1つのモジュールを構成することも考えられる。 - モジュール内で簡単に名前空間を使う。 - 親ファイルまたは入れ子のファイルに、入れ子の名前を置く。 - クラス初期化子について次を保証する。 - 正確に1回だけ実行する。 - 最初にアクセスされた時点で遅延実行する。 - 最初のインスタンスが作られる前、またはその時点までに完了する。 - `` 内の特別な原型インスタンス（golden instance）は例外として認める。 --- ### 目標：最小限の手間で有効な1行プログラムを書く 現在の作業ディレクトリの名前から、モジュールとクラス `hello` を作ります。 追加の引数なしでコンパイルすると、リンクと実行も行います。 ファイル：`hello.smp` ``` sys.io.p("Hello World!"); ``` コンパイルして実行します。 ``` > smp hello.smp Hello World! ``` モジュール名とクラス名は、ファイル名から取り出した `hello` です。 メモリ内でコンパイルし、`exec` で実行します。ファイルは作りません。 これは、その場でコンパイルして実行するためだけのモードです。 --- ### 目標：分割コンパイル コンパイル時に出力先のビルドディレクトリを指定すると、`.o` ファイルを得られます。 出力先ディレクトリの構造はソースと一致し、場所は自由に選べます。 前と同様に、コンパイルのコマンドでモジュール名を指定していないため、 `Pet` がモジュールにもクラスにもなります。 ファイル：Pet.smp ``` // Class initializer is any code outside a struct declaration // and is guaranteed to run-once on first touch. // static fields listed here: int default_leggies = 4; // A default (no argument) is code inside struct with same name as the // file; this is the same behavior as field initializers for Java, although // any code is allowed, not just expressions. struct Pet { str name; int leggies = default_leggies; } float yet_another_static_field; ``` `build/` ディレクトリ内の `Pet.o` へコンパイルします。 ``` > smp Pet.smp -o build/ > ls build Pet.o ``` --- ### 目標：入れ子の名前空間 `myRepo` 内のファイル名から、モジュールとクラス `Pet` を作ります。 入れ子のクラス `Pet.Vet` も作ります。これらを別のモジュール `Owner` から使います。 ディレクトリ：`~/myRepo/` ``` ~/myRepo/ Pet.smp build/ ~/otherRepo/ Owner.smp ``` ファイル：`myRepo/Pet.smp` ``` int default_leggies = 4; struct Pet { str name; int leggies = default_leggies; } // Nested class Vet inside of file Pet struct Vet { str name; str address; long credit_card_num; } ``` ファイル：`otherRepo/Owner.smp` ``` Pet dog = Pet{name="Fido"}; Pet snake = Pet{name="slither", leggies = 0; }; Pet.Vet vet = Pet.Vet{name="Linda"; address="101 Main St"; credit_card_num=1234}; sys.io.p("I took "+dog.name+" to "+vet.name+"\n"); ``` `build/` ディレクトリ内の `Pet.o` へコンパイルします。 コマンドで別のモジュールのルートを指定していないため、`Pet` がモジュールであり、クラスでもあります。 `Pet` がモジュールなので、`Vet` はモジュール `Pet` 内のクラスです。 ``` > smp Pet.smp -o build/ > ls build Pet.o ``` `Pet` と `Pet.Vet` のコードは、同じ `Pet.o` ファイルに入ります。 自由変数 `Pet` と `Pet.Vet` を解決するために `Pet` のリポジトリを指定して、 `Owner.smp` をコンパイルし、実行します。 ``` > smp Owner.smp -lib ~/myRepo/build I took Fido to Linda ``` --- ### 目標：入れ子のファイル内の入れ子の名前空間 前の例と同じですが、ファイルを入れ子にします。 ``` ~/myRepo Pet.smp Pet/ Vet.smp build/ Pet.o Pet/ Vet.o ~/otherRepo Owner.smp ``` ファイル：Pet.smp ``` int default_leggies = 4; struct Pet { str name; int leggies = default_leggies; } ``` ファイル：Pet/Vet.smp ``` // Nested class Vet inside of directory Pet struct Vet { str name; str address; long credit_card_num; } ``` `Owner.smp` をコンパイルし、実行します。 ``` > smp Owner.smp -lib ~/myRepo/build I took Fido to Linda ``` --- ### 目標：クラス初期化子の遅延実行 ``` Parent.smp Parent/ ChildA.smp ChildB.smp ``` ファイル：`Parent.smp` ``` sys.io.p("In Parent "); sys.io.p(ChildB.str); ``` ファイル：`ChildA.smp` ``` // for ChildA sys.io.p("In ChildA "); str str = "A"; ``` ファイル：`ChildB.smp` ``` // for ChildB sys.io.p("In ChildB "); str str = "B"; ``` コンパイルして実行します。 ``` > smp Parent.smp In Parent In ChildB B ``` ### 目標：簡単な非公開フィールド 名前の先頭にアンダースコアを付けると、フィールドやクラスが非公開になります。 ### 目標：C コンパイラのドライバに似た構文 ``` Simple --cpu x86_64_v2 --abi Win64 --norun -o lib/lib/sys_x86_64_v2_win64.o src/main/smp/sys.smp ``` モジュールを指定していないため、最上位のファイルがモジュール `sys` になります。 モジュールディレクトリも指定していないため、ファイル名のディレクトリ部分 `src/main/smp` になります。 ビルドディレクトリを指定していないため、出力ファイルのディレクトリ部分 `lib/` になります。 出力ファイル名の既定値は `smp.o` ですが、ここでは別名を指定しています。 ある `` は別の `` を参照でき、最初のアクセス時に実行されます。 設計上、子より先に親へアクセスする必要があります。ただし、子 A は子 B を参照できます。 Parent.B へのアクセスは、次を意味します。 - 最初に Parent にアクセスし、`` を開始する。 - そこからアクセスするものにも、A や B を含め、再帰的に `` を実行する。 - Parent の処理が完了する。 - `` 内では別の*モジュール*を参照できない。 - 静的関数は別のモジュールを参照*できる*が、その場合、実行される可能性がある……。 目標：モジュール内の `` を決定的にする。 - 背景：複雑な `` の順序のせいで、子が使う時点で参照先の static final フィールドがまだ初期化されていないことが、何度もあった。 - 副目標：親が子より先になるなど、`` の*順序*を決定的にする。 - 問題：Parent の `` の途中で Child を参照すると、Parent が完了する前に Child の `` が走る。 - 部分的な回答：親が先で「親は子を知っている」ため、これはよい。 - 追加の問題：モジュールをまたぐと成り立たない。あるモジュールは別のモジュールの親ではない。 - 問題：`` 中に呼び出す Parent の関数が、非決定的に子を初期化できる。 - `fcn = { -> rand ? A.fld : B.fld }` - 回答案：Parent の `` は、直接にも間接にも子を参照しては*ならない*。 - 例：`B b = new B; // Illegal ref to child in Parent.` — Parent の初期化子から子への不正な参照。 - 例：`B? b = fcn(); fcn = { -> rand ? null : new B; } // Illegal call to fcn referring to B inside Parent ` — Parent の初期化子内で B を参照する関数への不正な呼び出し。 - 例：`B? b; fcn = { -> new B; } // OK, no B. during Parent.` — Parent の初期化中に B の初期化子を実行しないため、これは許される。 目標：外部とのリンクでも、1回限りの初期化機能を使えるようにする。 回答案：外部から `Foo.foo()` を呼ぶときは、まず `Foo.` が実行済みであることを確認してから、 `Foo.foo()` を呼び出す。任意の最適化として、成功後は呼び出し元を変更し、 `` の確認を省略する。