mimiumの言語仕様 #

このページでは、mimium言語の基本的文法(シンタックスおよびセマンティクス)について説明します。

コメントアウト #

Rust、C++やJavaScriptと同様、行中の//より右側はコメントとして扱われます。 また/* */のように囲むと、複数行をまとめてコメントアウトできます。

変数宣言、代入 #

letキーワードに続けて名前、=、代入したい値を記述すると、変数が作られます。

let mynumber = 1000

すでにスコープ中に同名の変数があった場合、そのスコープ内で一番新しくlet宣言された変数が参照されます。（元々の変数に対しては影響を与えません。）これは、シャドーイングと呼ばれます。

fn dsp(x){
  let x = 1.0
  x //x is always 1.0 whatever argument is given
}

letなしで変数を代入すると、すでに宣言されている変数に新たに値を代入します。

let mynumber = 1000
mynumber = 2000 // 2000 is newly assigned to mynumber

型 #

型とは変数などのデータを数値や文字列など目的に応じて区別するための概念です。 mimiumは静的型付け言語と呼ばれる、コンパイル時に（音を実際に鳴らす前）すべての型が決定される言語です。

静的型付け言語は一般的に、実行中に型をチェックする言語よりも実行速度の面で有利です。その一方、型の指定を手動で行う場合は記述が長くなりがちというデメリットも存在しますが、mimiumでは型推論と呼ばれる、文脈から型が自動的に決定できる場合は型注釈を省略できる機能が存在しているので、コードを簡潔に保つことが可能です。

型にはそれ以上分解できない最小単位であるプリミティブ型と、複数の型を組み合わせて作る合成型（aggregate type）が存在します。

型の明示的な注釈は変数の宣言と関数の宣言時に可能です。 変数および関数のパラメータでは名前に続けて:（コロン）を挟み型名を書くことで指定可能です。

let myvar:float = 100

以下のように異なる型へ代入した場合はコンパイル時にエラーが発生します。

let myvar:string = 100

関数での型宣言では返り値をパラメータの括弧に続けて->を挟んで書くことで指定できます。

fn add(x:float,y:float)->float{
  x + y
}

このadd関数の場合、文脈からxとyがfloatであることを予測できる¹ので以下のように省略できます。

fn add(x,y){
  x+y
}

プリミティブ型 #

mimiumにおけるプリミティブ型はfloatとstring、voidのみです。

mimiumでは数値型はfloat（内部的には64bit float）のみとなっています。 整数を利用するにはround、ceil、floor関数などを利用します。

string型の値は"hoge"のようにダブルクオーテーションで囲った文字列リテラルから生成できます。 現在は文字列の切り出しや結合には対応しておらず、用途は基本的には

1. make_probe関数に渡してデバッグ用途に使う
2. make_sampler関数に渡してオーディオファイルを読み込む
3. includeに渡して他のソースファイルを読み込む

のいずれかに限られています。

voidは値を持たない型で、関数の返り値が存在しないことを明示するのに使用します。

合成型 #

関数型 #

関数型は(T1,T2,...)->Tのようなシグネチャで表記します。

配列 #

mimium v2 では配列の実装は現在検討中になっています。

タプル #

タプルは、異なる型を1つにまとめた値です。変数を()（丸括弧）で囲んでカンマ区切りの変数を入れることで生成できます。 タプルは配列とも似ていますが、各要素で異なる型を持つことができます。

let mytup = (100,200,300)

左辺値にカンマ区切りの変数を置くことでタプルの値を取り出すことができます。

let (one,two,three) = mytup

この場合、型を明示するときは各要素にコロンをつけるのではなく、パターン全体からコロンに続けて方を表示する必要があります。

左辺値にカンマ区切りの変数を置くことでタプルの値を取り出すことができます。

let (one,two,three):(float,float,float) = mytup

タプルはmimiumの中では典型的に信号処理でステレオやマルチチャンネルなどのオーディオ信号のチャンネルをまとめて扱うために利用されています。

型エイリアス #

型エイリアスはmimium v2では現在実装中です。

構造体（レコード型） #

レコード型はmimium v2では現在実装中です。詳しくはこちらのプロポーザルを参照。 https://github.com/mimium-org/mimium-rs/issues/99

関数 #

関数は、複数の値を取って新しい値を返すような、再利用可能な手続きをまとめたものです。

例として2つの値を足算して返すだけのadd関数を考えます。

fn add(x,y){
  x+y
}

mimiumでは関数が第一級の値として扱えます。これは、関数を変数に代入したり、関数を引数として受け取ったりできるということです。

たとえば、先ほどのadd関数の型注釈は(float,float)->floatのようになっています。先ほどのadd関数を変数に代入する場合は以下のように書けます。関数を関数のパラメータとして代入する場合は高階関数の項を参照してください。

let my_function:(float,float)->float = add

無名関数（ラムダ式） #

実は先ほどの関数宣言は以下のような、無名関数を変数に格納する構文へのエイリアスです。

let add = |x:float,y:float|->float {x+y}

このような関数を変数に代入しないまま直接呼び出すことも可能です。

println(|x,y|{x + y}(1,2)) //print "3"

パイプ（|>）演算子 #

mimiumではパイプ演算子|>利用することでa(b(c(d)))のようにネストした関数呼び出しをd |> c |> b |> aのように書き換えることができます。

パイプ演算子は他のどの演算子よりも低い結合順序を持っています。また、パイプの前後で改行が許されます。次の部分適用と組み合わせることで、データフローをわかりやすく表すことができます。

アンダースコア(_)による部分適用 #

関数適用の引数にアンダースコア(_)を使用すると、その部分を新たな引数とした関数を作れます。例えば足し算のadd関数の、片方の引数を1で固定した新たな関数addoneを作るとしましょう。

let addone = add(_,1)

これはコンパイラによる特別なマクロ展開のような実装（シンタックスシュガー）で、以下の構文と同等です。

let addone =　|lambda_a1| add(lambda_a1,1)

パイプ演算子と組み合わせると、次のような形でデータフローを表せます。

fn foo(x, y, z) {
    100.0 * x + 10.0 * y + z
}
let d2 = _ / _
let f = foo(1.0, _, 3.0)
fn dsp(){
    let x = 3.0 |>
        1.0 + _ |>
        d2(_, 2.0) |>
        f
    let y = 3.0
        |> 1.0 + _
        |> |arg| d2(arg, 2.0)
        |> f

    (x, y)
}

パイプ演算子は直前、直後での改行が許されています。

再帰によるループ #

名前のついている関数は自分自身を呼び出すことも可能です。

階乗を計算するfact関数は以下のように定義できます。

fn fact(input:float){
  if(input>0) 1 else input * fact(input-1)
}

再帰関数は無限ループを発生させる可能性があるので注意して使用してください。

letrec #

再帰関数はトップレベルでの関数定義のみで許され、letとラムダ式では表現することができません。ネストされた関数定義の中で再帰関数を定義したい場合、letの代わりにletrecを使用することで再帰関数を定義できます。

letrec fact = |input|{
  if(input>0) 1 else input * fact(input-1)
}

これはfnの構文と内部的に完全に等価です。注意点として、letrecで宣言する変数ではletのようにタプルを分解するようなパターンは受け取れません。

クロージャ #

TBD

式（expression）、文（statement）、ブロック #

関数などで使われていた中括弧{}で囲まれた文の集まりはブロックと呼ばれる単位です。文（statement）はほとんどの場合let a = b,x = yのような式の代入をする構文で構成されています。式（expression） は1000のような数字、mynumberのような変数シンボル、1+2*3のような演算式、add(x,y)のような返り値を持つ関数呼び出しなどで構成される単位です。

ブロックは実は式の1つです。 ブロックには複数の文を置くことができ、最後の1行の式を返り値として持ちます。

//mynumber should be 6
let mynumber = {
  let x = 2
  let y = 4
  x+y
}

条件分岐 #

mimiumの条件分岐はif (condition) then_expression else else_expressionという構文を持っています。

condition、then_expression、else_expressionはすべて式です。 conditionの値が0より大きい時then_expression部分が、そうでなければelse_expressionが評価されます。

then/elseの部分をブロックとして表現すれば、以下のようにできます。

fn fact(input:float){
  if(input>0){
    1
  }else{
    input * fact(input-1)
  }
}

一方でif文自体も式として扱えるので、同じ構文を以下のように書き換えることもできます。

fn fact(input:float){
  if (input>0) 1 else input * fact(input-1)
}

include #

include("path/to/file.mmm")という構文を用いると他のファイルをそのファイル内で読み込むことができます。

ファイルパスは絶対パスで指定された場合そのパスを、相対パスの場合、標準ライブラリ(~/.mimium/lib)を探してから、見つからなければそのファイルからの相対パスを検索します。

現在は読み込まれたファイルの名前空間の分割などはなく、純粋にinclude文をそのファイルのテキストに置換するだけになっています。相互依存するincludeの場合無限ループが発生することがあるので注意してください。

BNFによる文法定義、演算子の優先順位など #

TBD