構文規範

本ファイルは YaoXiang プログラミング言語の構文規範を定義ものであり字句構造、構文規則、演算子優先順位を含みます。

第1章：字句構造

1.1 ソースファイル

YaoXiang ソースファイルは UTF-8 エンコーディングを使用する必要があります。ソースファイルは通常 .yx を拡張子とします。

1.2 字句トークン分類

カテゴリ	説明	例
識別子	文字またはアンダースコアで開始	`x`, `_private`, `my_var`
キーワード	言語定義の予約語	`Type`, `pub`, `use`
リテラル	固定値	`42`, `"hello"`, `true`
演算子	演算記号	`+`, `-`, `*`, `/`
区切り子	構文区切り	`(`, `)`, `{`, `}`, `,`

1.3 キーワード

YaoXiang は極めて少数のキーワードを定義しています：

pub    use    spawn
ref    mut    if     else
else   match  while  for    return
break  continue as     in     unsafe

これらのキーワードは任意のコンテキストにおいて特殊意味を持ち、識別子として使用できません。

1.4 予約語

YaoXiang の「予約語」は3層構成であり、パーサー（parser）と型検査器（type checker）が異なる段階で識別します：

1.4.1 リテラルの予約語

パーサーが独立したトークンを持つリテラル識別子は通常の識別子として使用できません：

識別子	所属型	説明
`Type`	—	メタ型キーワード
`true`	Bool	ブール真値
`false`	Bool	ブール偽値
`void`	Void	Void リテラル（Unit 値）。小文字 `void` は値リテラル、大文字 `Void` は型名（§1.4.3 参照）。

1.4.2 構築子式

以下の構築子はパターン照合および式のコンテキストでパーサーによって識別されます：

構築子	所属型	説明
`some(T)`	Option	Option 値変体構築
`ok(T)`	Result	Result 成功変体
`err(E)`	Result	Result エラー変体

1.4.3 組み込み型名

以下の型名は型検査器によって事前登録されており、インポートなしで使用できます。パーサーはこれらを通常の識別子として扱います——予約語ではなく、局所束縛で shadow 可能（推奨はしません）。

型名	論理対応	説明
`Void`	⊤（真/Unit）	零フィールド積型、ちょうど1つの常住者（`void` リテラル、§1.4.1 参照）
`Never`	⊥（偽/空型）	零バリアントを持つ型で常住者が存在しない。任何の式も `Never` 値を生成できません。`Never <: T` は全ての `T` に対して成立（爆発原理）。
`Int`	—	符号付き整数
`Float`	—	浮動小数点数
`Bool`	—	ブール値：`true` / `false`
`Char`	—	Unicode 文字
`String`	—	文字列

1.5 識別子

識別子は文字またはアンダースコアで開始し、後続の文字は文字、数字、またはアンダースコアを使用できます。識別子は大小文字を区別します。

特殊識別子：

_ はプレースホルダーとして使用され、特定の値を無視することを示します
アンダースコアで始まる識別子はプライベートメンバーを示します

1.6 リテラル

1.6.1 整数

Decimal     ::= [0-9][0-9_]*
Octal       ::= 0o[0-7][0-7_]*
Hex         ::= 0x[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F_]*
Binary      ::= 0b[01][01_]*

1.6.2 浮動小数点数

Float       ::= [0-9][0-9_]* '.' [0-9][0-9_]* ([eE][+-]?[0-9][0-9_]*)?

1.6.3 文字列

String      ::= '"' ([^"\\] | EscapeSequence)* '"'
Escape      ::= '\\' ([nrt'"\\] | UnicodeEscape)
Unicode     ::= 'u' '{' HexDigit+ '}'

1.6.4 コレクション

List        ::= '[' Expr (',' Expr)* ']'
Dict        ::= '{' String ':' Expr (',' String ':' Expr)* '}'
Set         ::= '{' Expr (',' Expr)* '}'

1.6.5 リスト内包表記

ListComp    ::= '[' Expr 'for' Identifier 'in' Expr (',' Expr)* ('if' Expr)? ']'

1.6.6 メンバー検査

Membership  ::= Expr 'in' Expr

1.7 コメント

// 単一行コメント

/* 複数行コメント
   複数行にまたがる可能 */

1.8 インデント規則

コードは4スペースのインデントを使用する必要があります。Tab 文字の使用は禁止です。これは強制的な構文規則です。

第2章：構文規則

2.1 式分類

Expr        ::= Literal
              | Identifier
              | FnCall
              | MemberAccess
              | IndexAccess
              | UnaryOp
              | BinaryOp
              | TypeCast
              | RangeExpr
              | ErrorPropagate
              | RefExpr
              | IfExpr
              | MatchExpr
              | Block
              | Lambda

2.2 演算子優先順位

優先順位	演算子	結合性
1	`()` `[]` `.` `?`	左から右
2	`as`	左から右
3	`*` `/` `%`	左から右
4	`+` `-`	左から右
5	`..`	左から右
6	`<<` `>>`	左から右
7	`&` `\|` `^`	左から右
8	`==` `!=` `<` `>` `<=` `>=`	左から右
9	`not`	右から左
10	`and` `or`	左から右
11	`if...else`	右から左
12	`=` `+=` `-=` `*=` `/=`	右から左

2.3 関数呼び出し

FnCall      ::= Expr '(' ArgList? ')'
ArgList     ::= Expr (',' Expr)* (',' NamedArg)* | NamedArg (',' NamedArg)*
NamedArg    ::= Identifier ':' Expr

2.4 メンバーアクセス

MemberAccess::= Expr '.' Identifier

2.5 インデックスアクセス

IndexAccess ::= Expr '[' Expr ']'

2.6 型キャスト

TypeCast    ::= Expr 'as' TypeExpr

2.7 条件式

IfExpr      ::= 'if' Expr Block ('else' 'if' Expr Block)* ('else' Block)?

2.8 パターン照合

MatchExpr   ::= 'match' Expr '{' MatchArm+ '}'
MatchArm    ::= Pattern ('|' Pattern)* ('if' Expr)? '=>' Expr ','
Pattern     ::= Literal
              | Identifier
              | Wildcard
              | StructPattern
              | TuplePattern
              | EnumPattern
              | OrPattern

2.9 ブロック式

Block       ::= '{' Stmt* Expr? '}'

統一セマンティクス：全ての {} ブロックの return セマンティクスは一貫しています：

ブロック型	return セマンティクス	デフォルト返り値
通常 `{}`	値を返す	Void
`unsafe {}`	型定義を返す	Void
`spawn {}`	結果を返す	Void

基本原則：

{} 内の return は常に内容を上位スコープに返します
return がない場合のデフォルト返り値は Void
式形式 = expr は直接値を返します

yaoxiang

// 通常 {} ブロック：return で値を返す
result = {
    x = compute()
    return x  // 上位スコープに値を返す
}

// unsafe {} ブロック：return で型定義を返す
SqliteDb = unsafe {
    SqliteDb: Type = {
        handle: *Void
    }
    return SqliteDb  // 型定義を上位スコープに返す
}

// spawn {} ブロック：return で結果を返す
(a, b) = spawn {
    result1 = fetch("url1"),
    result2 = fetch("url2")
    return (result1, result2)  // 結果を上位スコープに返す
}

2.10 ラムダ式

Lambda      ::= '(' ParamList? ')' '=>' Expr
            |  '(' ParamList? ')' '=>' Block

2.11 エラー伝播演算子

ErrorPropagate ::= Expr '?'

? 演算子は後置演算子であり、優先順位は . と同レベルです。Result(T, E) 型に対して：

Ok(v) の場合は値 v を抽出して続行
Err(e) の場合はエラーを上位に伝播（return Err(e)）

yaoxiang

process: (data: Data) -> Result(Data, Error) = {
    validated = validate(data)?     // 成功時：値を抽出、失敗時：上位に伝播
    transform(validated)
}

2.12 範囲式

RangeExpr   ::= Expr '..' Expr

.. は範囲型を作成し、for ループとスライスに使用されます。

yaoxiang

for i in 0..10 { print(i) }
slice = array[0..5]

2.13 ref 式

RefExpr     ::= 'ref' Expr

ref は共有所有権を作成します。コンパイラが自動的に Rc（単一タスク）または Arc（タスク間）を選択するため、ユーザーは実装詳細を気にする必要はありません。

yaoxiang

data = ref heavy_data
spawn { use(data) }   // タスク間：コンパイラが自動的に Arc を選択

2.14 unsafe 式

UnsafeExpr  ::= 'unsafe' Block

unsafe ブロックは不透明型和裸ポインタ操作の定義に使用されます。return を使用して型定義を上位スコープに返します。

セマンティクス：

unsafe {} 内で型和裸ポインタ操作を定義できます
返された型は unsafe {} 外で使用可能
型のフィールドアクセスには unsafe 権限が必要

yaoxiang

// unsafe ブロック内で不透明型を定義
SqliteDb = unsafe {
    SqliteDb: Type = {
        handle: *Void  // 裸ポインタ
    }
    return SqliteDb
}

// SqliteDb は unsafe ブロック外で使用可能
db = sqlite3_open("test.db")

2.15 スコープ

基本規則：

各 {} ブロックはスコープを作成します
内側スコープは外側スコープの変数にアクセス可能
外側スコープは内側スコープの変数にアクセス不可
変数宣言は「代入優先」原則に従います

yaoxiang

// ブロックスコープ
{
    x = 10
    // x はこのスコープ内で可視
}
// x はこのスコープ外で不可視

// 関数スコープ
add: (a: Int, b: Int) -> Int = {
    result = a + b
    return result
}
// result は関数外で不可視

変数宣言とシャドーイング：

x = value：スコープチェーンを外に向かって検索し、x が見つかれば代入、なければ新規宣言
mut x = value：明示的な新規可変宣言。上位スコープの同名変数を禁止
同一スコープ内で同じ名前は一度のみ宣言可能

詳細定義：スコープの完全な規則、変数宣言およびシャドーイング機構の詳細についてはモジュールシステム規範を参照してください。

第3章：文

3.1 文分類

Stmt        ::= LetStmt
              | ExprStmt
              | ReturnStmt
              | BreakStmt
              | ContinueStmt
              | IfStmt
              | MatchStmt
              | WhileStmt
              | ForStmt
              | SpawnStmt

3.2 変数宣言

LetStmt     ::= ('mut')? Identifier (':' TypeExpr)? '=' Expr

3.3 return 文

ReturnStmt  ::= 'return' Expr?

セマンティクス：return はコードブロックから値を返すために使用されます。return がない場合、コードブロックはデフォルトで Void を返します。

3.4 break 文

BreakStmt   ::= 'break' Identifier?

3.5 continue 文

ContinueStmt::= 'continue'

3.6 if 文

IfStmt      ::= 'if' Expr Block ('else' 'if' Expr Block)* ('else' Block)?

3.7 match 文

MatchStmt   ::= 'match' Expr '{' MatchArm+ '}'

3.8 while 文

WhileStmt   ::= 'while' Expr Block

3.9 for 文

ForStmt     ::= 'for' 'mut'? Identifier 'in' Expr Block

3.9.1 セマンティクス：各イテレーションは新しい値を束縛

YaoXiang の for ループは従来の言語異なります：各イテレーションは新しい値を束縛であり、同じ変数を変更するものではありません。

yaoxiang

// 例：for i in 1..5
for i in 1..5 {
    print(i)
}

実行プロセス：

イテレーション	ループ変数の動作
1回目	新規束縛 `i = 1` を作成、ループ本体実行、1 を出力
2回目	新規束縛 `i = 2` を作成（以前の束縛は破棄済み）、ループ本体実行、2 を出力
3回目	新規束縛 `i = 3` を作成、ループ本体実行、3 を出力
4回目	新規束縛 `i = 4` を作成、ループ本体実行、4 を出力
終了	ループ本体終了、束縛破棄

要点：各イテレーション終了後、そのイテレーションで作成された束縛は破棄されます。次のイテレーションは前回の束縛とは全く関係のない新規の束縛です。

3.9.2 for と for mut の違い

構文	ループ変数の可変性	説明
`for i in 1..5`	不変	ループ本体内で束縛を変更不可
`for mut i in 1..5`	可変	ループ本体内で束縛を変更可能

yaoxiang

// 有効：各イテレーションで新しい値を束縛するため、変更の必要なし
for i in 1..5 {
    print(i)  // i の値を読み取り
}

// 誤り：不変束縛なので変更不可
for i in 1..5 {
    i = i + 1  // 誤り：不変束縛は変更不可
}

// 有効：for mut を使用すると束縛の変更を許可
for mut i in 1..5 {
    i = i + 1  // 許可
}

3.9.3 シャドーイング検査

YaoXiang は変数のシャドーイングを禁止します。for ループ変数は上位スコープの変数と同じ名前を使用できません：

yaoxiang

// 誤り：i はすでに外部で宣言済み
i = 10
for i in 1..5 {
    print(i)
}

// 正しい：異なる変数名を使用
i = 10
for j in 1..5 {
    print(j)
}

この規則は全てのコードブロックに適用されます。詳細については4.3 シャドーイング規則を参照してください。

3.9.4 他の言語との比較

言語	for ループ変数のセマンティクス
YaoXiang	各イテレーションで新しい値を束縛
Rust	同じ変数を変更（mut が必要）
Python	同じ変数を変更（mut 不要）
C/C++	同じ変数を変更（ポインタまたは参照が必要）

設計理由：YaoXiang が束縛セマンティクスを選択したのは：

より自然なセマンティクスに符合 自然言語では「集合内の各要素 x について」は、各 x が独立した存在であることを意味します。YaoXiang の for i in 1..5 は「1 から 5 の中の各 i について」と読み、各イテレーションの i は全く新しい束縛であり、人間の直感と一致します。
偶発的な変更を回避 デフォルトで不変の束縛セマンティクスは、ループ本体内でループ変数を偶発的に変更できないことを意味します。複雑なループ本体内でうっかり i = ... と書いて追跡困難なバグを発生させる心配がありません。
高性能ソリューションが簡単に利用可能 イテレーション間で変数を再利用する必要がある場合（例：アキュムレータ、キャッシュ）、for mut を使用して可変束縛モードに切り替えられます。これは暗黙の共有状態より明確です——意図は構文で明示的に表現され、ランタイム動作に隠されません。

3.10 spawn 文

SpawnBlock  ::= '(' Pattern (',' Pattern)* ')' '=' 'spawn' '{' Expr (',' Expr)* '}'
SpawnFor    ::= Identifier '=' 'spawn' 'for' 'mut'? Identifier 'in' Expr '{' Expr '}'
SpawnStmt   ::= SpawnBlock | SpawnFor

spawn ブロック：並行領域を明示的に宣言し、ブロック内の式は並行実行されます。

yaoxiang

(result_a, result_b) = spawn {
    parse(fetch("url1")),
    parse(fetch("url2"))
}

spawn ループ：データ並列ループ。

yaoxiang

results = spawn for item in items {
    process(item)
}

付録：構文クイックリファレンス

A.1 制御フロー

if Expr Block (else if Expr Block)* (else Block)?
match Expr { MatchArm+ }
while Expr Block
for 'mut'? Identifier 'in' Expr Block

A.2 エラー処理

Expr '?'              // エラー伝播（Result 型）

A.3 match 構文

match value {
    pattern1 => expr1,
    pattern2 if guard => expr2,
    _ => default_expr,
}

構文規範 ​

第1章：字句構造 ​

1.1 ソースファイル ​

1.2 字句トークン分類 ​

1.3 キーワード ​

1.4 予約語 ​

1.4.1 リテラルの予約語 ​

1.4.2 構築子式 ​

1.4.3 組み込み型名 ​

1.5 識別子 ​

1.6 リテラル ​

1.6.1 整数 ​

1.6.2 浮動小数点数 ​

1.6.3 文字列 ​

1.6.4 コレクション ​

1.6.5 リスト内包表記 ​

1.6.6 メンバー検査 ​

1.7 コメント ​

1.8 インデント規則 ​

第2章：構文規則 ​

2.1 式分類 ​

2.2 演算子優先順位 ​

2.3 関数呼び出し ​

2.4 メンバーアクセス ​

2.5 インデックスアクセス ​

2.6 型キャスト ​

2.7 条件式 ​

2.8 パターン照合 ​

2.9 ブロック式 ​

2.10 ラムダ式 ​

2.11 エラー伝播演算子 ​

2.12 範囲式 ​

2.13 ref 式 ​

2.14 unsafe 式 ​

2.15 スコープ ​

第3章：文 ​

3.1 文分類 ​

3.2 変数宣言 ​

3.3 return 文 ​

3.4 break 文 ​

3.5 continue 文 ​

3.6 if 文 ​

3.7 match 文 ​

3.8 while 文 ​

3.9 for 文 ​

3.9.1 セマンティクス：各イテレーションは新しい値を束縛 ​

3.9.2 for と for mut の違い ​

3.9.3 シャドーイング検査 ​

3.9.4 他の言語との比較 ​

3.10 spawn 文 ​

付録：構文クイックリファレンス ​

A.1 制御フロー ​

A.2 エラー処理 ​

A.3 match 構文 ​

構文規範

第1章：字句構造

1.1 ソースファイル

1.2 字句トークン分類

1.3 キーワード

1.4 予約語

1.4.1 リテラルの予約語

1.4.2 構築子式

1.4.3 組み込み型名

1.5 識別子

1.6 リテラル

1.6.1 整数

1.6.2 浮動小数点数

1.6.3 文字列

1.6.4 コレクション

1.6.5 リスト内包表記

1.6.6 メンバー検査

1.7 コメント

1.8 インデント規則

第2章：構文規則

2.1 式分類

2.2 演算子優先順位

2.3 関数呼び出し

2.4 メンバーアクセス

2.5 インデックスアクセス

2.6 型キャスト

2.7 条件式

2.8 パターン照合

2.9 ブロック式

2.10 ラムダ式

2.11 エラー伝播演算子

2.12 範囲式

2.13 ref 式

2.14 unsafe 式

2.15 スコープ

第3章：文

3.1 文分類

3.2 変数宣言

3.3 return 文

3.4 break 文

3.5 continue 文

3.6 if 文

3.7 match 文

3.8 while 文

3.9 for 文

3.9.1 セマンティクス：各イテレーションは新しい値を束縛

3.9.2 for と for mut の違い

3.9.3 シャドーイング検査

3.9.4 他の言語との比較

3.10 spawn 文

付録：構文クイックリファレンス

A.1 制御フロー

A.2 エラー処理

A.3 match 構文