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util.match
- パターンマッチング このモジュールは Andrew Wright のパターンマッチングマクロライブラリを
ポートしたものです。このライブラリは Scheme 界では広くつかわれており、
Chez Scheme、PLT Scheme、Scheme48、Chicken および SLIB を含む、様々な
Scheme の実装にポートされています。この機能は Common Lisp の
destructuring-bind
に似ていますがより強力です。
この版では、オリジナルの Wright's macro のマクロとの互換性が保たれて います。ただし、例外がふたつあって、それは、(1) box はサポートされて いません。Gauche にそれがないからです。(2) 構造のマッチングは Gauche の オブジェクトシステムに統合されています。
まず API のリストを示し、それからパターンの完全な構文のテーブルを示し、 そして例を示します。
それぞれの clause は以下のうちどちらかです。
(pat body …) (pat (=> identifier) body …) |
まず、expr を各節の pat に照合します。パターンの詳しい 構文については後述します。
pat にマッチする部分が見つかれば、pat 中の パターン変数
は、expr 中の対応する要素に束縛され、その後、body …
が評価されます。match
はbody …の最後の式の値を返します。
節が 2つ目の形式である場合、identifier は clause の失敗継続
に束縛されます。これは引数をもたない手続きで、呼ばれると、あたかも、
pat の照合に失敗したかの如くマッチャーに戻り、match
が
残りの節について試行を続けます。それゆえ、body … 内部で
追加のテストを実行することが可能で、もし、満足いくものでなければ、
(identifier)
を呼ぶことで、照合結果を拒絶することができます。
より詳しくは、後述の例を見てください。
どの pat もマッチしなければ、match
はエラーを報告します。
ひとつの引数をとり、それに対して clause … を用いて、
match
を実行する関数を生成します。機能としては以下の式と同等です。
(lambda (expr) (match expr clause …)) |
例:
(map (match-lambda ((item price-per-lb (quantity 'lbs)) (cons item (* price-per-lb quantity))) ((item price-per-lb (quantity 'kg)) (cons item (* price-per-lb quantity 2.204)))) '((apple 1.23 (1.1 lbs)) (orange 0.68 (1.4 lbs)) (cantaloupe 0.53 (2.1 kg)))) ⇒ ((apple . 1.353) (orange . 0.952) (cantaloupe . 2.4530520000000005)) |
match-lambda
と同じですが、match
をすべての引数のリスト
に対して実行します。機能としては以下の式と同等です。
(lambda expr (match expr clause …)) |
束縛部分が単なる変数ではなく、パターンを許す、一般化された let
、
let*
および letrec
です。
各 expr が評価され、その後、pat と照合され、束縛された
パターン変数が body-expr … から見えるようになります。
(match-let ( (((ca . cd) ...) '((a . 0) (b . 1) (c . 2))) ) (list ca cd)) ⇒ ((a b c) (0 1 2)) |
括弧はうんざりという向きには、以下の match-let1
をおためしあれ。
これは Gauche での拡張で、オリジナルの Wright のコードにはありません。 これは以下のコードと同等です。
(match-let ((pat expr)) body-expr …) |
構文としては match-let1
は Common Lisp の destructuring-bind
に非常によく似ています。
(match-let1 ('let ((var val) ...) body ...) '(let ((a b) (c d)) foo bar baz) (list var val body)) ⇒ ((a c) (b d) (foo bar baz)) |
トップレベルの define
と同様ですが、変数の代りにパターンが許されます。
(match-define (x . xs) (list 1 2 3)) x ⇒ 1 xs ⇒ (2 3) |
ここにあるのはパターンの構文の要約です。説明の後にあるアスタリスク
(*)
はオリジナルの Wright のコードにはない、Gauche の拡張で
あることを意味します。
pat : patvar ;; すべて、かつ、パターン変数を束縛 | _ ;; すべて | () ;; 空リスト | #t ;; #t | #f ;; #f | string ;; 文字列 | number ;; 数 | character ;; 文字 | keyword ;; キーワード (*) | 'sexp ;; S式 | 'symbol ;; シンボル(S式の特殊ケース) | (pat1 ... patN) ;; n 要素のリスト | (pat1 ... patN . patN+1) ;; n 以上の要素を含むリスト | (pat1 ... patN patN+1 ooo) ;; n 以上の要素を含むリスト、残りの各要素は ;; patN+1 にマッチしなければならない | #(pat1 ... patN) ;; n 要素のベクタ | #(pat1 ... patN patN+1 ooo) ;; n 以上の要素を含むベクタ、残りの各要素は ;; patN+1 にマッチしなければならない | ($ class pat1 ... patN) ;; オブジェクト (patK はスロット順でマッチ) | (struct class pat1 ... patN) ;; 同上 (*) | (@ class (slot1 pat1) ...) ;; オブジェクト (スロット名を使う) (*) | (object class (slot1 pat1) ...) ;; 同上 (*) | (= proc pat) ;; procを適用し、結果を pat にマッチさせる | (and pat ...) ;; すべての pat にマッチするか | (or pat ...) ;; マッチする pat があるか | (not pat ...) ;; どの pat もマッチしないか | (? predicate pat ...) ;; predicate が真、かつ、全 pat がマッチ | (set! patvar) ;; すべて、かつ、セッタを束縛 | (get! patvar) ;; すべて、かつ、ゲッタを束縛 | `qp ;; 擬似パターン patvar : a symbol except _, quote, $, struct, @, object, =, and, or, not, ?, set!, get!, quasiquote, ..., ___, ..k, __k. ooo : ... ;; ゼロまたはそれ以上 | ___ ;; ゼロまたはそれ以上 | ..k ;; k またはそれ以上 | __k ;; k またはそれ以上 |
_
、quote
、$
、struct
、@
、object
、
=
、and
、or
、not
、?
、set!
、
get!
、quasiquote
、...
、___
および
..k
と __k
(ここで、k は整数)。
_
はあらゆるものマッチし、パターン変数は束縛しません。
プレースホルダであることを示すのに用います。
equal?
という意味で)同じオブジェクトとマッチします。
equal?
という意味で)同じ式とマッチします。
クウォートされたシンボルをそれ自身とマッチさせるのに使えます。
特別な場合として、ベクタあるいはリストの最後の要素のあとにシンボル
...
を付加することができます。この場合には、...
シンボル
直前のパターンが与えられた式のすべての要素を尽すまで繰り返し適用されます。
シンボル ___
は ...
の場所で使えます。構文規則マクロによって
パターンを生成したいときに便利です。
リストのパターンに対しては、シンボル ..1
、..2
、… が
使えます。これは繰り返しの最小値を指定するものです。
($ class pat1 …)
は class
クラスのインスタンスと
マッチします。各パターン pat1
… はスロットの各値と
(class-slots class)
の順にマッチします。
(struct class pat1 …)
は同じ意味です。オリジナルの
Wright のコードには、struct
はありませんが、PLT Scheme の拡張
照合機能にはそなわっています。こちらの方がより説明的です。
これはオリジナルの機能を構造(structure)にもマッチするように調整した
ものです。スロットの順番が予め分るような単純なインスタンスをマッチする
のに便利です。たとえば、SRFI-9 (srfi-9
- レコード型参照)で作成した
簡単なレコードは簡単に位置指定された値でマッチすることができます。
インスタンスのクラスが継承を使っている場合、位置によるマッチを
おこなうのは少々難しくなります。以下の @
あるいは object
パターンを使って、スロット名でマッチを行うことができます。
(object class (slot1 pat1) …)
は
slot1 … の値が pat1 … にマッチするような
class
クラスのインスタンスとマッチします。これは、
Gauche の拡張です。@
は object
と同じ場所で使えます。
ただし、object
の方が説明的でわかりやすいので、こちらを
推奨します。
(= proc pat)
は最初に proc を対応する式に適用し、
その結果と pat をマッチさせます。
(and pat …)
、(or pat …)
および
(not pat …)
はパターンの真偽値演算子です。
(? predicate pat …)
は最初、述語を対応する式に適用し、
真が返れば、各 pat
… をその式に適用します。
(set! patvar)
はあらゆるものにマッチし、一引数の手続きを
パターン変数 patvar に束縛します。その手続きが呼ばれると、
マッチしたパターンの値を与えられた引数で置き換えます。
(get! patvar)
はあらゆるものにマッチし、引数なしの手続きを
パターン変数 patvar に束縛します。その手続きが呼ばれると、
マッチしたパターンの値を返します。
`qp
はquasipatternです。qpは、クオートされたパターンと同様、
それそのものにマッチしますが、その中にアンクオートされているパターンがあると、
その部分だけは通常のパターンとして解釈されます。
(準クオート(quasiquote)とquasipatternを混同しないようにしてください。
機能的に両者は似ていますが、準クオートがアンクオートされた部分木以外の
部分の評価をoffにするのに対し、quasipatternはアンクオートされた部分木
以外の部分のパターン構文を無効にします。下の例も参照して下さい。)
単純な構造の分解
(match '(0 (1 2) (3 4 5)) ((a (b c) (d e f)) (list a b c d e f))) ⇒ (0 1 2 3 4 5) |
述語パターンの使用
(match 123 ((? string? x) (list 'string x)) ((? number? x) (list 'number x))) ⇒ (number 123) |
let
から変数と式を取り出す
反復および述語パターンの利用
(define let-analyzer (match-lambda (('let (? symbol?) ((var expr) ...) body ...) (format "named let, vars=~s exprs=~s" var expr)) (('let ((var expr) ...) body ...) (format "normal let, vars=~s exprs=~s" var expr)) (_ (format "malformed let")))) (let-analyzer '(let ((a b) (c d)) e f g)) ⇒ "normal let, vars=(a c) exprs=(b d)" (let-analyzer '(let foo ((x (f a b)) (y (f c d))) e f g)) ⇒ "named let, vars=(x y) exprs=((f a b) (f c d))" (let-analyzer '(let (a) b c d)) ⇒ "malformed let" |
=
関数適用。パターン変数 m は正規表現の適用結果にマッチする
(match "gauche-ref.texi" ((? string? (= #/(.*)\.([^.]+)$/ m)) (format "base=~a suffix=~a" (m 1) (m 2)))) ⇒ "base=gauche-ref suffix=texi" |
quasipatternの例です。最初の式では、パターンのうちvalue
以外の
部分がクオートされたことになり、従ってシンボルthe
, answer
,
is
はパターン変数ではなくリテラルシンボルとなります。
2番目の式がそのことを示しています。入力にあるシンボルwas
は
パターンのis
とマッチしません。もしクオートを行わないと、
全てのシンボルはパターン変数となるので、3番目の例に示すように
任意の4つの要素を持つリストとマッチしてしまいます。
(match '(the answer is 42) (`(the answer is ,value) value) (else #f)) ⇒ 42 (match '(the answer was 42) (`(the answer is ,value) value) (else #f)) ⇒ #f (match '(a b c d) ((the answer is value) value) (else #f)) ⇒ d |
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