検査付き型キャストとエフェクトキャスト

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Flix の型・エフェクトシステムは――設計上――サブタイピング(sub-typing)もサブエフェクティング(sub-effecting)もサポートしていません。この制限は実際にはめったに問題になりませんが、回避するために Flix には 2 つの 安全な アップキャスト(upcast)構文が用意されています：

• 検査付き型キャスト: checked_cast(exp)
• 検査付きエフェクトキャスト: checked_ecast(exp)

注意: checked_cast と checked_ecast の式は 安全 であることが保証されています。Flix コンパイラは、すべての検査付きキャストが決して失敗しないことをコンパイル時に検査します。

検査付き型キャスト

次のプログラム：

import java.lang.Object

def main(): Unit =
    let s = "Hello World";
    let _: Object = s;
    ()

はコンパイルできません：

❌ -- Type Error --------------------------------------------------

>> Unexpected type: expected 'java.lang.Object', found 'String'.

5 |     let _: Object = s;
                        ^
                        expression has unexpected type.

なぜなら、Flix では String 型は Object のサブタイプ ではない からです。

検査付き型キャストを使えば、String から Object へ安全にアップキャストできます：

import java.lang.Object;

def main(): Unit =
    let s = "Hello World";
    let _: Object = checked_cast(s);
    ()

checked_cast 構文を使うと、任意の Java 型をそのスーパータイプのいずれかへ安全にアップキャストできます：

let _: Object       = checked_cast("Hello World");
let _: CharSequence = checked_cast("Hello World");
let _: Serializable = checked_cast("Hello World");
let _: Object       = checked_cast(null);
let _: String       = checked_cast(null);

検査付きエフェクトキャスト

次のプログラム：

def hof(f: Int32 -> Int32 \ IO): Int32 \ IO = f(42)

def main(): Int32 \ IO =
    hof(x -> x + 1)

はコンパイルできません：

❌ -- Type Error --------------------------------------------------

>> Expected argument of type 'Int32 -> Int32 \ IO', but got 'Int32 -> Int32'.

4 |     hof(x -> x + 1)
            ^^^^^^^^^^
            expected: 'Int32 -> Int32 & Impure \ IO'

The function 'hof' expects its 1st argument to be of type 'Int32 -> Int32 \ IO'.

Expected: Int32 -> Int32 & Impure \ IO
  Actual: Int32 -> Int32

なぜなら、Flix では 純粋な 関数は不純な関数のサブタイプ ではない からです。具体的には、hof は IO エフェクトを持つ関数を要求していますが、渡しているのは純粋な関数です。

検査付きエフェクトキャストを使えば、純粋な式を不純な式へ安全にアップキャストできます：

def main(): Int32 \ IO =
    hof(x -> checked_ecast(x + 1))

checked_ecast 構文によって、x + 1 が IO エフェクトを持っているかのように扱うことができます。

注意: Flix では――一般的な経験則として――高階関数はその関数引数に特定のエフェクトを要求する べきではありません。代わりに、エフェクト多相にするべきです。

関数型

checked_cast と checked_ecast のいずれの構文も、関数型に対しては機能しません。

例えば、次のコードは動作しません：

let f: Unit -> ##java.lang.Object = checked_cast(() -> "Hello World")

これは関数型 Unit -> String を Unit -> Object へキャストしようとしているためです。

代わりに、次のように書くべきです：

let f: Unit -> ##java.lang.Object = (() -> checked_cast("Hello World"))

こちらは String を Object へ直接キャストしているからです。