型

型は境界に書きます。 関数の中は推論に任せます。 どちらでも決まらない型は、ビルドが断って、代わりに書くものを教えます。

規則はこれだけです。以下では、境界がどこを指すのか、推論がどこまで効くのか、検査は何を見ているのかを順に説明します。

どこに書くか

値が、それを作った関数より長く生きるとき。あるいは方言の外に出るとき。そこが境界です。

境界	書き方
モジュールの state	`count: State[int] = State(0)`
store と model のフィールド	`total: int = 0`
値クラスのフィールド	`x: float`
ヘルパーの引数と戻り値	`def area_of(s: Shape) -> float:`
コンポーネントの引数	`def card(title: str, n: int):`
`@py` の署名	引数すべてと戻り値

理由はどれも同じです。コンパイル済みのアプリは、動き出す前にメモリの配置を決めてしまいます。 State[int] は 64 ビット整数を一つ置くセルであって、あとから中身を見て大きさを決める箱ではありません。

どこまで推論されるか

ローカル変数の型は、代入された値から決まります。次のコードには注釈が一つもありませんが、型はすべて確定しています。

def restock():
    n = count()                 # int   count が State[int] なので
    label = f"{n} left"         # str   f 文字列は str
    names = items()             # list[str]
    first = names[0]            # str   list[str] の要素だから
    total = n * 2 + 1           # int   int どうしの算術

推論はその場かぎりで、足りない情報を推測で埋めることはしません。右辺が型を教えてくれないときは、こちらが書きます。

out: list[str] = []             # 空のリストからは要素型が分からない

関数の中で注釈を書く場面は、たいていこれです。空の入れ物から始めるときだけ、と言ってもいいくらいです。

型の一覧

型	補足
`int` `float` `str` `bool`	64 ビット整数と倍精度浮動小数点数。`str` は Python の文字列
`list[T]`	`T` はスカラー、値クラス、enum、リストのいずれか
`dict[str, T]`	キーは文字列。どちらの実行でも入れた順に回る
`tuple[A, B]`	要素の型を書き出した組
`@value` クラス	データ。フィールドだけを持ち、同一性はない
`@model` クラス	観測され共有されるもの。参照で辿る
`Enum`	Python の `enum.Enum`
`Protocol`	インターフェース。下のジェネリクスを参照
`T \| None`	オプショナル。比較か `match` で取り出す
`State[T]`	セル
`Weak[T]`	所有しない参照。型チェッカーからは `T \| None` に見える

状態の持ち方は State と @store と @model の三つです。どれを選ぶかは言語ツアーが案内します。

三つの検査

型を見るものは三つあり、返ってくるタイミングも、答える問いも違います。

エディタ。 型スタブが wheel に同梱されているので、pyright や Pylance は Yokan のアプリを普通の Python として扱えます。 @store はシングルトンをクラス名に束縛し、@value と @model はフィールドからコンストラクタを組み立て、Weak[Node] は Node | None として読めます。書いている最中に Python の型システムがそのまま働く、ということです。

yokan check app.py。 この形をコンパイラが受け取れるかどうかを見ます。コンパイラを起動しないので一秒ほどで返ってきます。返ってくるのは、ファイル名と行と桁、それに代わりに書くものです。

$ yokan check app.py
app.py:14:5: not in the dialect — a `list[str]` local starts from a
list literal or another list of the same type
    part = line.split("\t")
           ^

ビルド。 方言の下にはコンパイラ自身の型チェッカーがあります。前の二つがすり抜けた型は、ここで止まります。

三つのどれもゲートではありません。 yokan gate が比べるのは振る舞いです。同じクリックを開発ビルドとリリース用のバイナリの両方で再生し、画面をバイト単位で突き合わせます。型が答えるのは「コンパイルが通るか」、ゲートが答えるのは「二つの実行が一致するか」です。

ジェネリクス

インターフェースは typing.Protocol で書きます。それを引数に取るヘルパーは、ジェネリック関数になります。

class Shape(Protocol):
    def area(self) -> float: ...


@model
class Circle(Shape):
    r: float = 1.0

    def area(self) -> float:
        return self.r * self.r * 3.0


def area_of(s: Shape) -> float:
    return s.area()

yokan translate app.py を実行すると、これが何になるか見られます。

fn area_of<P0: Shape>(s: P0) Float {

インターフェースで束縛した型パラメータです。ディスパッチは静的で、呼ばれた型ごとにコンパイラが実体を一つずつ生成します。実行時に呼び先を探すこともなければ、型が消えることもありません。

型引数は書きません。 area_of(circle) と書けば、呼び出しごとに引数から P0 が決まります。

list[T]、dict[str, T]、State[T] のような入れ物も型引数を取りますが、こちらは書き出します。要素の型まで決まって、はじめて入れ物の大きさが決まるからです。

推論しないもの

次の四つは推測せずに断ります。理由はどれも同じで、コンパイル済みのアプリが黙って選んでしまうと、その選択が CPython の答えとずれることがあるからです。

空の入れ物。要素型が分からないので、注釈を付けます。
片方の枝でしか代入していないローカル。その枝を通らなかったら Python は NameError になります。 if と else の両方で代入すれば読めます。
穴に置けないローカル。 f"{x}" の中の float と bool は、State に持つか .2f のように桁を指定してください。 float に対して Python の str() が返すものは仕様であって、表示の都合で変えられるものではないからです。
T | None を返すメソッド。 store と model のメソッドが返せるのは、スカラー、リスト、値クラス、enum です。オプショナルの戻り値はまだ入っていません。

理由付きの一覧は、ツアー末尾の今できないことにあります。

Python が要るとき

方言に収まらない関数は、@py を付ければ本物の Python のまま残せます。そのとき値は境界を渡ります。何が渡れるかは Python との行き来にまとめてあります。