YaoXiang 標準ライブラリ仕様

本ドキュメントは、YaoXiang プログラミング言語の標準ライブラリ仕様を定義ものであり、コアライブラリ、IOライブラリ、数学ライブラリを含む。

第1章：コアライブラリ

1.1 基本型

標準ライブラリは以下の基本型を提供する：

型	モジュール	説明
`Option(T)`	`std.option`	オプショナル型
`Result(T, E)`	`std.result`	エラー処理型
`List(T)`	`std.collection`	動的配列
`Map(K, V)`	`std.collection`	ハッシュマップ
`String`	`std.string`	文字列型
`Array(T, N)`	`std.array`	固定長配列

1.2 Option 型

Option: (T: Type) -> Type = { some: (T) -> Option(T), none: () -> Option(T) }

値変体構築子：

値変体	構文	説明
`Option.some`	`Option.some(value)`	値あり
`Option.none`	`Option.none()`	値なし

主要なメソッド：

yaoxiang

// 値があるか確認
is_some: (self: Option(T)) -> Bool
is_none: (self: Option(T)) -> Bool

// 値を取得（panic の可能性あり）
unwrap: (self: Option(T)) -> T

// 値またはデフォルト値を取得
unwrap_or: (self: Option(T), default: T) -> T

// 値の射影
map: (R: Type) -> ((self: Option(T), f: (T) -> R) -> Option(R))

1.3 Result 型

Result: (T: Type, E: Type) -> Type = { ok: (T) -> Result(T, E), err: (E) -> Result(T, E) }

値変体構築子：

値変体	構文	説明
`Result.ok`	`Result.ok(value)`	成功値
`Result.err`	`Result.err(error)`	エラー値

主要なメソッド：

yaoxiang

// 成功か確認
is_ok: (self: Result(T, E)) -> Bool
is_err: (self: Result(T, E)) -> Bool

// 値を取得（panic の可能性あり）
unwrap: (self: Result(T, E)) -> T

// 値またはデフォルト値を取得
unwrap_or: (self: Result(T, E), default: T) -> T

// 成功値の射影
map: (R: Type) -> ((self: Result(T, E), f: (T) -> R) -> Result(R, E))

// エラー値の射影
map_err: (F: Type) -> ((self: Result(T, E), f: (E) -> F) -> Result(T, F))

1.4 エラー伝播

ErrorPropagate ::= Expr '?'

? 演算子は Result 型のエラーを自動的に伝播する：

// 成功時は値を返し、失敗時は err を上に返す
data = fetch_data()?

// 以下と同等
data = match fetch_data() {
    ok(v) => v
    err(e) => return err(e)
}

1.5 アサーション（std.assert）

std.assert モジュールは統一的なアサーション機構を提供する——実行時 assert とコンパイル時精化型 Assert は同一の原語の両面である。

yaoxiang

// IsTrue：値から型への橋渡し関数
IsTrue: (b: Bool) -> Type = match b {
    true => Void,      // ⊤、プログラム続行
    false => Never,    // ⊥、発散
}

// Assert：コンパイル時精化型原語
Assert: (cond: Bool) -> Type = IsTrue(cond)

// assert：実行時アサーション（Assert の値導入子）
assert: (cond: Bool, ?msg: String | Error) -> Assert(IsTrue(cond))

// Result のオーバーロード
assert: (result: Result) -> Assert(IsTrue(is_ok(result)))

dispatch 分派：

条件	動作
cond の全自由変数がコンパイル時既知	コンパイラの評価、true → 消去、false → コンパイルエラー
実行時自由変数が存在	実行時チェックを挿入、フローSensitiveな仮定集合 Γ を注入

assert(false, "msg") は raise と同等——throw/raise キーワードは別途不要である。

第2章：IO ライブラリ

2.1 標準入出力

yaoxiang

// 標準出力
print: (msg: String) -> Void
println: (msg: String) -> Void

// 標準入力
read_line: () -> String
read_char: () -> Char

2.2 ファイル操作

yaoxiang

// ファイル型
File: Type = {
    path: String,
    read: (self: File) -> Result(String, Error),
    write: (self: File, content: String) -> Result(Void, Error),
    append: (self: File, content: String) -> Result(Void, Error),
    close: (self: File) -> Void
}

// ファイル操作
open: (path: String) -> Result(File, Error)
create: (path: String) -> Result(File, Error)
delete: (path: String) -> Result(Void, Error)

2.3 ディレクトリ操作

yaoxiang

// ディレクトリ型
Dir: Type = {
    path: String,
    entries: (self: Dir) -> Result(List(String), Error),
    create: (self: Dir) -> Result(Void, Error),
    delete: (self: Dir) -> Result(Void, Error)
}

// ディレクトリ操作
read_dir: (path: String) -> Result(Dir, Error)
create_dir: (path: String) -> Result(Void, Error)
delete_dir: (path: String) -> Result(Void, Error)

第3章：数学ライブラリ

3.1 基礎数学関数

yaoxiang

// 絶対値
abs: (x: Int) -> Int
abs: (x: Float) -> Float

// 最大最小値
max: (a: Int, b: Int) -> Int
min: (a: Int, b: Int) -> Int
max: (a: Float, b: Float) -> Float
min: (a: Float, b: Float) -> Float

// 冪乗演算
pow: (base: Float, exp: Float) -> Float
sqrt: (x: Float) -> Float

// 対数
log: (x: Float) -> Float
log2: (x: Float) -> Float
log10: (x: Float) -> Float

3.2 三角関数

yaoxiang

// 三角関数
sin: (x: Float) -> Float
cos: (x: Float) -> Float
tan: (x: Float) -> Float

// 逆三角関数
asin: (x: Float) -> Float
acos: (x: Float) -> Float
atan: (x: Float) -> Float
atan2: (y: Float, x: Float) -> Float

3.3 定数

yaoxiang

// 数学定数
pi: Float = 3.141592653589793
e: Float = 2.718281828459045

第4章：文字列ライブラリ

4.1 文字列操作

yaoxiang

// 文字列長
length: (s: String) -> Int

// 文字列連結
concat: (a: String, b: String) -> String

// 文字列分割
split: (s: String, delimiter: String) -> List(String)

// 文字列検索
find: (s: String, pattern: String) -> Option(Int)
contains: (s: String, pattern: String) -> Bool

// 文字列置換
replace: (s: String, old: String, new: String) -> String

// 文字列トリム
trim: (s: String) -> String
trim_left: (s: String) -> String
trim_right: (s: String) -> String

4.2 文字列変換

yaoxiang

// 型変換
to_string: (x: Int) -> String
to_string: (x: Float) -> String
to_string: (x: Bool) -> String

// パース
parse_int: (s: String) -> Result(Int, Error)
parse_float: (s: String) -> Result(Float, Error)

第5章：コレクションライブラリ

5.1 List 型

yaoxiang

// List 型
List: (T: Type) -> Type = {
    data: Array(T),
    length: Int,
    push: (T: Type) -> ((self: List(T), item: T) -> Void),
    pop: (T: Type) -> ((self: List(T)) -> Option(T)),
    get: (T: Type) -> ((self: List(T), index: Int) -> Option(T)),
    set: (T: Type) -> ((self: List(T), index: Int, value: T) -> Void),
    insert: (T: Type) -> ((self: List(T), index: Int, item: T) -> Void),
    remove: (T: Type) -> ((self: List(T), index: Int) -> Option(T)),
    clear: (T: Type) -> ((self: List(T)) -> Void),
    contains: (T: Type) -> ((self: List(T), item: T) -> Bool),
    sort: (T: Type) -> ((self: List(T)) -> List(T)),
    reverse: (T: Type) -> ((self: List(T)) -> List(T)),
    map: (T: Type, R: Type) -> ((self: List(T), f: (T) -> R) -> List(R)),
    filter: (T: Type) -> ((self: List(T), predicate: (T) -> Bool) -> List(T)),
    reduce: (T: Type, R: Type) -> ((self: List(T), initial: R, f: (R, T) -> R) -> R)
}

5.2 Map 型

yaoxiang

// Map 型
Map: (K: Type, V: Type) -> Type = {
    data: Array((K, V)),
    length: Int,
    insert: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V), key: K, value: V) -> Void),
    get: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V), key: K) -> Option(V)),
    remove: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V), key: K) -> Option(V)),
    contains_key: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V), key: K) -> Bool),
    keys: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V)) -> List(K)),
    values: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V)) -> List(V)),
    clear: (K: Type, V: Type) -> ((self: Map(K, V)) -> Void)
}

第6章：イテレータライブラリ

6.1 Iterator trait

yaoxiang

// Iterator trait
Iterator: (T: Type) -> Type = {
    Item: T,
    next: () -> Option(T),
    has_next: () -> Bool,
    map: (R: Type) -> ((f: (T) -> R) -> Iterator(R)),
    filter: (predicate: (T) -> Bool) -> Iterator(T),
    collect: () -> List(T),
    reduce: (R: Type) -> ((initial: R, f: (R, T) -> R) -> R),
    for_each: (f: (T) -> Void) -> Void
}

6.2 イテレータAdaptor

yaoxiang

// レンジイテレータ
Range: Type = {
    start: Int,
    end: Int,
    step: Int,
    Iterator(Int)
}

// 使用例
for i in 0..10 {
    print(i)
}

for i in 0..10 step 2 {
    print(i)
}

付録：標準ライブラリモジュール索引

A.1 コアモジュール

モジュール	説明
`std.assert`	アサーション機構——実行時 assert + コンパイル時 Assert 精化型
`std.option`	Option 型
`std.result`	Result 型
`std.collection`	List、Map 等のコレクション型
`std.string`	文字列操作
`std.array`	配列操作
`std.iterator`	イテレータ

A.2 IO モジュール

モジュール	説明
`std.io`	標準入出力
`std.file`	ファイル操作
`std.dir`	ディレクトリ操作

A.3 数学モジュール

モジュール	説明
`std.math`	数学関数
`std.math.trig`	三角関数
`std.math.log`	対数関数

A.4 ユーティリティモジュール

モジュール	説明
`std.random`	乱数生成
`std.time`	時刻日付
`std.assert`	コンパイル時 `Assert(C)` と実行時 `assert(x > 0)` の統一（RFC-030）
`std.regex`	正規表現

YaoXiang 標準ライブラリ仕様 ​

第1章：コアライブラリ ​

1.1 基本型 ​

1.2 Option 型 ​

1.3 Result 型 ​

1.4 エラー伝播 ​

1.5 アサーション（std.assert） ​

第2章：IO ライブラリ ​

2.1 標準入出力 ​

2.2 ファイル操作 ​

2.3 ディレクトリ操作 ​

第3章：数学ライブラリ ​

3.1 基礎数学関数 ​

3.2 三角関数 ​

3.3 定数 ​

第4章：文字列ライブラリ ​

4.1 文字列操作 ​

4.2 文字列変換 ​

第5章：コレクションライブラリ ​

5.1 List 型 ​

5.2 Map 型 ​

第6章：イテレータライブラリ ​

6.1 Iterator trait ​

6.2 イテレータAdaptor ​

付録：標準ライブラリモジュール索引 ​

A.1 コアモジュール ​

A.2 IO モジュール ​

A.3 数学モジュール ​

A.4 ユーティリティモジュール ​

YaoXiang 標準ライブラリ仕様

第1章：コアライブラリ

1.1 基本型

1.2 Option 型

1.3 Result 型

1.4 エラー伝播

1.5 アサーション（std.assert）

第2章：IO ライブラリ

2.1 標準入出力

2.2 ファイル操作

2.3 ディレクトリ操作

第3章：数学ライブラリ

3.1 基礎数学関数

3.2 三角関数

3.3 定数

第4章：文字列ライブラリ

4.1 文字列操作

4.2 文字列変換

第5章：コレクションライブラリ

5.1 List 型

5.2 Map 型

第6章：イテレータライブラリ

6.1 Iterator trait

6.2 イテレータAdaptor

付録：標準ライブラリモジュール索引

A.1 コアモジュール

A.2 IO モジュール

A.3 数学モジュール

A.4 ユーティリティモジュール