RFC 例：パターン照合の構文強化

注意: これは RFC テンプレート例であり、完全な RFC 提案の書き方を示しています。このテンプレートを避けて您自身の RFC を作成してください。

状態: 例（参考用）

作者: 晨煦（サンプル作者） 作成日: 2025-01-05 最終更新: 2026-02-12

概要

YaoXiang に、より強力なパターン照合機能を追加します。ネストされたパターン、ガード式、let パターン束縛を含みます。

動機

なぜこの機能が必要か？

現在の match 式は機能が限られており、以下の一般的なシナリオに対応できません：

# ネストされた構造を分解できない
Person: Type = { name: String, address: Address }
Address: Type = { city: String, zip: Int }
match person {
    Person(name: "Alice", address: Address(city: "Beijing", _)) => "Alice from Beijing"  # ❌ サポート外
}

# パターン内で変数を束縛できない
match result {
    ok(value) => print(value)          # ❌ 明示的な分解が必要
}

現在の問題

1. ネストされたパターンの分解がサポートされていない
2. パターン内でガード式を使用できない
3. let 文がパターン照合をサポートしていない

提案

コア設計

match 式の構文を拡張し、以下をサポートします：

1. ネストされたパターンの分解: 任意の深さの構造体の分解
2. ガード式: パターンの後に if 条件を追加
3. パターン変数束縛: パターンから直接変数を束縛

例

# ネストされた分解
Person: Type = { name: String, address: Address }
Address: Type = { city: String, zip: Int }

match person {
    Person(name: "Alice", address: Address(city: "Beijing", _)) => "Alice from Beijing"
    Person(name: n, address: Address(city: c, _)) => n + " from " + c
}

# ガード式
match n {
    n if n > 0 && n < 10 => "1-9"
    n if n >= 10 => "10+"
    _ => "unknown"
}

# パターン束縛
match result {
    ok(value) => print(value)          # value が束縛済み
    err(e) => log_error(e)
}

# ネスト + 束縛
match data {
    User(name: first, profile: Profile(age: a)) if a >= 18 => first + " is adult"
}

let 文のパターン照合

# 新構文
let Point(x: 0, y: _) = point  # x == 0 の場合のみ束縛
let Ok(value) = result         # Result を分解

# 複数の束縛
let (a, b, c) = tuple          # タプルを分解

詳細設計

構文の変更

MatchExpr   ::= 'match' Expr '{' MatchArm+ '}'
MatchArm    ::= Pattern ('|' Pattern)* ('if' Expr)? '=>' Expr ','
Pattern     ::= LiteralPattern
              | IdentifierPattern
              | StructPattern
              | TuplePattern
              | OrPattern
              | RestPattern

LiteralPattern ::= '_' | Literal
IdentifierPattern ::= Identifier (':' Pattern)?
StructPattern ::= Identifier '(' FieldPattern (',' FieldPattern)* ','? ')'
FieldPattern  ::= Identifier ':' Pattern | Identifier
TuplePattern  ::= '(' Pattern (',' Pattern)* ','? ')'
OrPattern     ::= Pattern '|' Pattern
RestPattern   ::= '...'

型システムへの影響

• パターン照合の型検査を拡張する必要がある
• パターン変数は照合成功時に正しい型を得る

コンパイラの変更

コンポーネント	変更点
lexer	パターン関連の新しいトークン
parser	パターン解析の新しいロジック
typecheck	パターンの型推論と束縛
codegen	パターン照合コード生成

後方互換性

• ✅ 完全な後方互換性
• 新構文のみ追加し、既存の match 構文は変更なし

トレードオフ

利点

• より表現力豊かな構文、より簡潔なコード
• 主流言語のパターン照合と一貫性を保つ（Rust、Scala、Elixir）
• 実行時エラーを減らし、不一致を早期に検出

欠点

• コンパイラ実装の複雑さが増す
• 学習曲線がやや上昇

代替案

方案	なぜ選択しなかったか
トップレベルの分解のみサポート	一般的なネストシナリオを処理できない
関数型スタイルを使用	命令型コードと混在させると不自然
v2.0 まで遅延	ユーザーから強い需要がすでにある

実装戦略

依存関係

• 外部依存なし
• 先に基礎型システムを完了する必要がある

リスク

• パターンコンパイルの複雑さがパフォーマンス問題を引き起こす可能性
• ネストが深すぎるとスタックオーバーフローの可能性

未解決の問題

1. [ ] ループパターン（@ 束縛）の構文は？
2. [ ] コンパイル時のパターン網羅性チェック支持的か？
3. [ ] パフォーマンス最適化戦略は？

参考文献

• Rust パターン照合
• Scala パターン照合
• Elixir パターン照合