0bed0c0271
🚀 主要機能: • Everything is Box哲学による革新的アーキテクチャ • WebAssemblyブラウザー対応プレイグラウンド • アーティスト協同制作デモ - 複数Boxインスタンス実証 • 視覚的デバッグシステム - DebugBox完全統合 • static box Mainパターン - メモリ安全設計 ⚡ 言語機能: • NOT/AND/OR/除算演算子完全実装 • ジェネリクス/テンプレートシステム • 非同期処理(nowait/await) • try/catchエラーハンドリング • Canvas統合グラフィックス 🎨 ブラウザー体験: • 9種類のインタラクティブデモ • リアルタイムコード実行 • WebCanvas/WebConsole/WebDisplay • モバイル対応完了 🤖 Built with Claude Code collaboration Ready for public release!
359 lines
12 KiB
Rust
359 lines
12 KiB
Rust
/*!
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||
* Nyash Environment System - Rust所有権ベースのスコープ管理
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||
*
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* Python版の曖昧なメモリ管理をRustの借用チェッカーで完全解決！
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||
* Everything is Box哲学 + 所有権システム = 完璧なスコープ管理
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||
*/
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||
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||
use crate::box_trait::{NyashBox, VoidBox};
|
||
use crate::finalization::BoxFinalizer;
|
||
use std::collections::HashMap;
|
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use std::sync::{Arc, Mutex};
|
||
use thiserror::Error;
|
||
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||
/// Nyash変数環境 - スコープチェーンを安全に管理
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#[derive(Debug)]
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pub struct Environment {
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||
/// 現在のスコープの変数バインディング
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bindings: Mutex<HashMap<String, Box<dyn NyashBox>>>,
|
||
|
||
/// 親環境への参照 (Arc<Mutex<>>でスレッド安全)
|
||
parent: Option<Arc<Mutex<Environment>>>,
|
||
|
||
/// スコープレベル (デバッグ用)
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level: usize,
|
||
|
||
/// スコープ名 (関数名、クラス名など)
|
||
scope_name: String,
|
||
|
||
/// Box解放管理
|
||
finalizer: Mutex<BoxFinalizer>,
|
||
}
|
||
|
||
/// Environment操作エラー
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||
#[derive(Error, Debug)]
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||
pub enum EnvironmentError {
|
||
#[error("Variable '{name}' is not defined")]
|
||
UndefinedVariable { name: String },
|
||
|
||
#[error("Cannot access parent environment: {reason}")]
|
||
ParentAccessError { reason: String },
|
||
|
||
#[error("Borrowing conflict in environment: {details}")]
|
||
BorrowError { details: String },
|
||
}
|
||
|
||
impl Environment {
|
||
/// 新しいグローバル環境を作成
|
||
pub fn new_global() -> Arc<Mutex<Self>> {
|
||
Arc::new(Mutex::new(Self {
|
||
bindings: Mutex::new(HashMap::new()),
|
||
parent: None,
|
||
level: 0,
|
||
scope_name: "global".to_string(),
|
||
finalizer: Mutex::new(BoxFinalizer::new()),
|
||
}))
|
||
}
|
||
|
||
/// 親環境を持つ新しい環境を作成 (関数、クラス用)
|
||
pub fn new_child(
|
||
parent: Arc<Mutex<Environment>>,
|
||
scope_name: impl Into<String>
|
||
) -> Arc<Mutex<Self>> {
|
||
let level = parent.lock().unwrap().level + 1;
|
||
|
||
Arc::new(Mutex::new(Self {
|
||
bindings: Mutex::new(HashMap::new()),
|
||
parent: Some(parent),
|
||
level,
|
||
scope_name: scope_name.into(),
|
||
finalizer: Mutex::new(BoxFinalizer::new()),
|
||
}))
|
||
}
|
||
|
||
/// 変数を現在のスコープに定義
|
||
pub fn define(&self, name: impl Into<String>, value: Box<dyn NyashBox>) {
|
||
let name = name.into();
|
||
self.bindings.lock().unwrap().insert(name, value);
|
||
}
|
||
|
||
/// 変数を取得 (スコープチェーンを辿る)
|
||
pub fn get(&self, name: &str) -> Result<Box<dyn NyashBox>, EnvironmentError> {
|
||
// 現在のスコープから検索
|
||
if let Some(value) = self.bindings.lock().unwrap().get(name) {
|
||
return Ok(value.clone_box());
|
||
}
|
||
|
||
// 親スコープから検索
|
||
if let Some(parent) = &self.parent {
|
||
return parent.lock().unwrap().get(name);
|
||
}
|
||
|
||
// 見つからない
|
||
Err(EnvironmentError::UndefinedVariable {
|
||
name: name.to_string()
|
||
})
|
||
}
|
||
|
||
/// 変数を設定 (既存変数の更新 or 新規定義)
|
||
pub fn set(&self, name: impl Into<String>, value: Box<dyn NyashBox>) -> Result<(), EnvironmentError> {
|
||
let name = name.into();
|
||
|
||
// 現在のスコープにある場合は更新
|
||
if self.bindings.lock().unwrap().contains_key(&name) {
|
||
self.bindings.lock().unwrap().insert(name, value);
|
||
return Ok(());
|
||
}
|
||
|
||
// 親スコープで再帰的に検索・設定
|
||
if let Some(parent) = &self.parent {
|
||
match parent.lock().unwrap().set(&name, value.clone_box()) {
|
||
Ok(()) => return Ok(()),
|
||
Err(EnvironmentError::UndefinedVariable { .. }) => {
|
||
// 親にもない場合は現在のスコープに新規定義
|
||
}
|
||
Err(e) => return Err(e),
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 新規定義として現在のスコープに追加
|
||
self.bindings.lock().unwrap().insert(name, value);
|
||
Ok(())
|
||
}
|
||
|
||
/// 変数が存在するかチェック
|
||
pub fn exists(&self, name: &str) -> bool {
|
||
self.get(name).is_ok()
|
||
}
|
||
|
||
/// 変数を削除 (現在のスコープからのみ)
|
||
pub fn undefine(&self, name: &str) -> bool {
|
||
self.bindings.lock().unwrap().remove(name).is_some()
|
||
}
|
||
|
||
/// 現在のスコープの変数一覧を取得
|
||
pub fn list_variables(&self) -> Vec<String> {
|
||
self.bindings.lock().unwrap().keys().cloned().collect()
|
||
}
|
||
|
||
/// スコープ情報を取得 (デバッグ用)
|
||
pub fn scope_info(&self) -> String {
|
||
format!("{}[{}] (level {})", self.scope_name, self.bindings.lock().unwrap().len(), self.level)
|
||
}
|
||
|
||
/// スコープチェーン全体の情報を取得
|
||
pub fn scope_chain_info(&self) -> Vec<String> {
|
||
let mut chain = vec![self.scope_info()];
|
||
|
||
if let Some(parent) = &self.parent {
|
||
chain.extend(parent.lock().unwrap().scope_chain_info());
|
||
}
|
||
|
||
chain
|
||
}
|
||
|
||
/// 全変数をダンプ (デバッグ用)
|
||
pub fn dump_all_variables(&self) -> HashMap<String, String> {
|
||
let mut all_vars = HashMap::new();
|
||
|
||
// 現在のスコープの変数
|
||
for (name, value) in self.bindings.lock().unwrap().iter() {
|
||
all_vars.insert(
|
||
format!("{}::{}", self.scope_name, name),
|
||
value.to_string_box().value
|
||
);
|
||
}
|
||
|
||
// 親スコープの変数 (再帰的)
|
||
if let Some(parent) = &self.parent {
|
||
all_vars.extend(parent.lock().unwrap().dump_all_variables());
|
||
}
|
||
|
||
all_vars
|
||
}
|
||
|
||
/// 新しいBoxを追跡対象に追加
|
||
pub fn track_box(&self, nyash_box: Box<dyn NyashBox>) {
|
||
self.finalizer.lock().unwrap().track(nyash_box);
|
||
}
|
||
|
||
/// スコープ終了時にすべてのBoxを解放
|
||
pub fn finalize_all_boxes(&self) {
|
||
self.finalizer.lock().unwrap().finalize_all();
|
||
}
|
||
|
||
/// 指定したBoxを解放対象から除外（関数の返り値など）
|
||
pub fn exclude_from_finalization(&self, nyash_box: &Box<dyn NyashBox>) {
|
||
self.finalizer.lock().unwrap().exclude_from_finalization(nyash_box);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// PythonのEnvironmentクラスとの互換性レイヤー
|
||
#[derive(Debug)]
|
||
pub struct PythonCompatEnvironment {
|
||
inner: Arc<Mutex<Environment>>,
|
||
pub _bindings: HashMap<String, Box<dyn NyashBox>>,
|
||
}
|
||
|
||
impl PythonCompatEnvironment {
|
||
pub fn new() -> Self {
|
||
Self {
|
||
inner: Environment::new_global(),
|
||
_bindings: HashMap::new(),
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
pub fn new_with_parent(parent: Arc<Mutex<Environment>>) -> Self {
|
||
Self {
|
||
inner: Environment::new_child(parent, "python_compat"),
|
||
_bindings: HashMap::new(),
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// Python版のdefineメソッド互換
|
||
pub fn define(&mut self, name: impl Into<String>, value: Box<dyn NyashBox>) {
|
||
let name = name.into();
|
||
self.inner.lock().unwrap().define(&name, value.clone_box());
|
||
self._bindings.insert(name, value);
|
||
}
|
||
|
||
/// Python版のgetメソッド互換
|
||
pub fn get(&self, name: &str) -> Box<dyn NyashBox> {
|
||
self.inner.lock().unwrap().get(name).unwrap_or_else(|_| {
|
||
Box::new(VoidBox::new())
|
||
})
|
||
}
|
||
|
||
/// Rustネイティブ環境への参照を取得
|
||
pub fn as_native(&self) -> Arc<Mutex<Environment>> {
|
||
self.inner.clone()
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// ===== Tests =====
|
||
|
||
#[cfg(test)]
|
||
mod tests {
|
||
use super::*;
|
||
use crate::box_trait::{StringBox, IntegerBox, BoolBox};
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_global_environment() {
|
||
let env = Environment::new_global();
|
||
|
||
// 変数定義
|
||
env.lock().unwrap().define("test_var", Box::new(StringBox::new("hello")));
|
||
|
||
// 変数取得
|
||
let value = env.lock().unwrap().get("test_var").unwrap();
|
||
let string_val = value.as_any().downcast_ref::<StringBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(string_val.value, "hello");
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_nested_scopes() {
|
||
let global = Environment::new_global();
|
||
let function_scope = Environment::new_child(global.clone(), "test_function");
|
||
|
||
// グローバルスコープに変数定義
|
||
global.lock().unwrap().define("global_var", Box::new(StringBox::new("global")));
|
||
|
||
// 関数スコープに変数定義
|
||
function_scope.lock().unwrap().define("local_var", Box::new(StringBox::new("local")));
|
||
|
||
// 関数スコープからグローバル変数にアクセス可能
|
||
let global_from_function = function_scope.lock().unwrap().get("global_var").unwrap();
|
||
let global_str = global_from_function.as_any().downcast_ref::<StringBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(global_str.value, "global");
|
||
|
||
// グローバルスコープからローカル変数にはアクセス不可
|
||
assert!(global.lock().unwrap().get("local_var").is_err());
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_variable_shadowing() {
|
||
let global = Environment::new_global();
|
||
let local = Environment::new_child(global.clone(), "local_scope");
|
||
|
||
// 同名変数を両スコープに定義
|
||
global.lock().unwrap().define("same_name", Box::new(StringBox::new("global_value")));
|
||
local.lock().unwrap().define("same_name", Box::new(StringBox::new("local_value")));
|
||
|
||
// ローカルスコープからはローカル値が取得される (シャドウイング)
|
||
let value = local.lock().unwrap().get("same_name").unwrap();
|
||
let string_val = value.as_any().downcast_ref::<StringBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(string_val.value, "local_value");
|
||
|
||
// グローバルスコープからはグローバル値が取得される
|
||
let global_value = global.lock().unwrap().get("same_name").unwrap();
|
||
let global_str = global_value.as_any().downcast_ref::<StringBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(global_str.value, "global_value");
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_variable_setting() {
|
||
let global = Environment::new_global();
|
||
let local = Environment::new_child(global.clone(), "local_scope");
|
||
|
||
// グローバルに変数定義
|
||
global.lock().unwrap().define("shared_var", Box::new(IntegerBox::new(100)));
|
||
|
||
// ローカルスコープから変数を更新
|
||
local.lock().unwrap().set("shared_var", Box::new(IntegerBox::new(200))).unwrap();
|
||
|
||
// グローバルスコープの値が更新されている
|
||
let updated_value = global.lock().unwrap().get("shared_var").unwrap();
|
||
let int_val = updated_value.as_any().downcast_ref::<IntegerBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(int_val.value, 200);
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_scope_info() {
|
||
let global = Environment::new_global();
|
||
let func1 = Environment::new_child(global.clone(), "function1");
|
||
let func2 = Environment::new_child(func1.clone(), "function2");
|
||
|
||
// 各スコープに変数を追加
|
||
global.lock().unwrap().define("g1", Box::new(StringBox::new("global1")));
|
||
func1.lock().unwrap().define("f1", Box::new(StringBox::new("func1")));
|
||
func2.lock().unwrap().define("f2", Box::new(StringBox::new("func2")));
|
||
|
||
// スコープチェーン情報を確認
|
||
let chain = func2.lock().unwrap().scope_chain_info();
|
||
assert_eq!(chain.len(), 3);
|
||
assert!(chain[0].contains("function2"));
|
||
assert!(chain[1].contains("function1"));
|
||
assert!(chain[2].contains("global"));
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_python_compat() {
|
||
let mut env = PythonCompatEnvironment::new();
|
||
|
||
// Python互換インターフェースで変数操作
|
||
env.define("test", Box::new(BoolBox::new(true)));
|
||
|
||
let value = env.get("test");
|
||
let bool_val = value.as_any().downcast_ref::<BoolBox>().unwrap();
|
||
assert_eq!(bool_val.value, true);
|
||
|
||
// _bindingsでも確認可能
|
||
assert!(env._bindings.contains_key("test"));
|
||
}
|
||
|
||
#[test]
|
||
fn test_error_handling() {
|
||
let env = Environment::new_global();
|
||
|
||
// 存在しない変数へのアクセス
|
||
let result = env.lock().unwrap().get("nonexistent");
|
||
assert!(result.is_err());
|
||
|
||
match result {
|
||
Err(EnvironmentError::UndefinedVariable { name }) => {
|
||
assert_eq!(name, "nonexistent");
|
||
}
|
||
_ => panic!("Expected UndefinedVariable error"),
|
||
}
|
||
}
|
||
} |