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nyash-codex 8fd3a2b509 docs: restore docs/private/roadmap from 7b4908f9 (Phase 20.31)

2025-10-31 18:00:10 +09:00

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🚀 Nyash/Hakorune 言語進化ロードマップ

作成日: 2025-10-02 対象: Phase 16-30（言語機能・標準ライブラリの進化）関連: アーキテクチャ戦略 - Rust vs セルフホスト実装戦略

📖 概要

Phase 15までの実装により、Nyash/Hakoruneは強力な基礎を確立しました。このドキュメントは、糖衣構文・マクロ以外の体系的な言語機能進化を定義します。

実装方針: アーキテクチャ戦略に従い、Phase 19以降の新機能はセルフホストのみで実装します。

📊 現在の強み（Phase 15-16時点）

✅ 言語機能の充実度

プロパティシステム (stored/computed/once/birth_once) - 業界最先端レベル
🚀 マクロシステム (Phase 16実装中) - @derive/@test等、Box-Based Macro革命
postfix catch/cleanup - 非常にモダン（Swift/Kotlin風）
Result伝播 (? 演算子) - Rust風エラー処理
match式 - パターンマッチング
Lambda式 - 高階関数サポート
using/namespace - モジュールシステム基礎
flow - stateless namespace（静的関数グループ化）
非同期 (nowait/await/FutureBox) - 並行処理基礎
演算子オーバーロード - トレイトベース
変数宣言厳密化 - メモリ・非同期安全性保証

✅ Box型ライブラリ充実度

30種類以上のBox（String/Integer/Array/Map/JSON/Regex/HTTP/GUI等）

✅ コンパクトな実装

セルフホスティングコンパイラ: 3,771行
Rust実装: 48,344行
圧縮率: 約7.8%（13分の1）

🎯 進化計画（9の柱）

注: マクロシステム（旧🔟）はPhase 16で既に実装中のため、残り9項目を進化計画とします。

1️⃣ 型システムの段階的強化

現状: 型アノテーションはP0では無視、実行時型エラー

Phase: 20-25 優先度: 🟡 中

改善案:

// Phase A: 静的型チェック（opt-in）
@strict_types
box Calculator {
    value: IntegerBox  // 型検査ON

    add(a: IntegerBox, b: IntegerBox): IntegerBox {
        return a + b  // 型不一致はコンパイルエラー
    }
}

// Phase B: ジェネリクス/型パラメータ
box Container<T> {
    items: ArrayBox<T>

    add(item: T) {
        me.items.push(item)
    }

    get(index: IntegerBox): T? {  // Optional型
        return me.items.get(index)
    }
}

// Phase C: Union型・Intersection型
type Result = OkBox | ErrorBox
type Loggable = ConsoleBox & FileBox

実装ステップ:

Phase 20: 基本型チェック（opt-in）
Phase 22: ジェネリクス基礎
Phase 24: Union/Intersection型

2️⃣ エラーハンドリングの体系化

現状: ResultBox, postfix catch/cleanup（基礎は良い）

Phase: 26-28 優先度: 🟢 低（現状で十分実用的）

改善案:

// カスタムエラー型階層
box NetworkError from ErrorBox {
    code: IntegerBox
    message: StringBox
}

box TimeoutError from NetworkError { }
box ConnectionError from NetworkError { }

// エラー変換チェーン
fetchData()
    .mapError(fn(e) { new AppError(e) })
    catch(NetworkError e) {
        retry()
    }
    catch(TimeoutError e) {
        useCache()
    }
    cleanup {
        closeConnection()
    }

// panic/recover明確化
panic("critical error")  // プログラム停止
recover(fn(e) { log(e); return defaultValue() })  // panic回復

3️⃣ テストフレームワーク統合 🔴

現状: テスト機能なし（最大の欠落！）

Phase: 16-17 優先度: 🔴 最高（開発体験向上の鍵！）

改善案:

// ビルトインテスト構文
@test
describe("Calculator") {
    @test
    it("should add numbers") {
        local calc = new Calculator()
        expect(calc.add(2, 3)).toBe(5)
        assert(calc.value == 0)
    }

    @test
    it("should handle errors") {
        expectThrow(fn() { calc.divide(1, 0) })
    }
}

// モック・スタブ
@mock
box MockHttpClient from HttpClient {
    override get(url) {
        return new MockResponse(200, "OK")
    }
}

// プロパティベーステスト
@property_test(iterations: 1000)
it("commutative addition") forall(a: IntegerBox, b: IntegerBox) {
    expect(a + b).toBe(b + a)
}

実装ステップ:

Phase 16.1: 基本テストフレームワーク（describe/it/expect）
Phase 16.2: アサーション拡張（toBe/toEqual/toThrow等）
Phase 16.3: モック・スタブ機能
Phase 17: プロパティベーステスト

重要性:

セルフホスティング進行中の今こそ導入すべき
Rust実装で先行実装 → セルフホストで再実装が理想
TDD開発体験が言語採用の鍵

4️⃣ 並行処理の完成度向上

現状: nowait/await/FutureBox（基礎のみ）

Phase: 21-25 優先度: 🟡 中

改善案:

// チャネル/メッセージパッシング
local ch = new ChannelBox<IntegerBox>()
nowait producer = loop() {
    ch.send(randomInt())
}
local value = ch.receive()  // await不要

// 構造化並行性（Structured Concurrency）
async {
    nowait task1 = longTask1()
    nowait task2 = longTask2()

    // すべて完了するまで待機（スコープ終了で自動）
    // task1/task2のどちらかがエラー → 両方キャンセル
}

// Select式（複数Future待機）
match select {
    ch1.receive() => { handle1() }
    ch2.receive() => { handle2() }
    timeout(1000) => { handleTimeout() }
}

// キャンセルトークン標準化
local token = new CancelTokenBox()
nowait task = longTask(token)
token.cancel()  // タスク中断

実装ステップ:

Phase 21: ChannelBox実装
Phase 22: 構造化並行性（async block）
Phase 23: Select式
Phase 24: キャンセルトークン標準化

5️⃣ メモリ管理の可視性向上

現状: Arc暗黙共有、outbox/weak未活用

Phase: 28-30 優先度: 🟢 低（現状で安全）

改善案:

// 所有権移転の明示
outbox result = expensiveComputation()  // moveセマンティクス
useResult(result)  // resultは無効化

// 弱参照の標準化
box Parent {
    weak child: ChildBox  // 循環参照防止
}

// ライフタイムヒント（optional）
box Borrower<'a> {
    reference: &'a StringBox  // 借用明示
}

// クローン明示化
local copy = original.clone()  // 深いコピー
local ref = original.share()   // Arc参照増加

6️⃣ 標準ライブラリの体系化

現状: 豊富だが命名・構造が不統一

Phase: 16-20 優先度: 🟡 中

改善案:

// Rust std風階層構造
using std.collections  // ArrayBox, MapBox, SetBox, QueueBox
using std.io           // FileBox, StreamBox, BufferBox
using std.net          // HttpClientBox, TcpBox, UdpBox
using std.sync         // MutexBox, ChannelBox, AtomicBox
using std.time         // TimeBox, DurationBox, TimerBox
using std.json         // JSONBox（parse/stringify/schema）
using std.regex        // RegexBox
using std.math         // MathBox
using std.console      // ConsoleBox

// 命名規則統一
// ❌ Before: array.length(), string.len(), map.size()
// ✅ After:  collection.len() （統一）

// Prelude自動インポート
// StringBox, IntegerBox, ArrayBox等は自動利用可能

実装ステップ:

Phase 16: 命名規則統一計画策定
Phase 17: std.collections体系化
Phase 18: std.io/net/sync体系化
Phase 19-20: その他標準ライブラリ体系化

7️⃣ デバッグ・診断機能強化

現状: DebugBox、基本的なprint

Phase: 18-20 優先度: 🟡 中（開発体験向上）

改善案:

// repr()関数実装（構造的表示）
print(str(obj))   // "MyBox instance"
print(repr(obj))  // "MyBox { field1: 42, field2: "test" }"

// スタックトレース改善
try {
    deepFunction()
} catch(e) {
    print(e.stackTrace())  // 完全なコールスタック
}

// プロファイラ統合
@profile
calculate() {
    // 実行時間・メモリ使用量を自動計測
}

// アサーション強化
assert(value > 0, "value must be positive")
debug_assert(internalState.isValid())  // devのみ
static_assert(SIZE == 64, "size must be 64")  // コンパイル時

実装ステップ:

Phase 18: repr()関数実装
Phase 19: スタックトレース改善
Phase 20: プロファイラ統合・アサーション強化

8️⃣ ドキュメント生成機能

現状: ドキュメント生成機能なし

Phase: 30+ 優先度: 🟢 低

改善案:

/// Calculator Box provides basic arithmetic operations.
///
/// # Examples
/// ```nyash
/// local calc = new Calculator()
/// calc.add(2, 3)  // => 5
/// ```
box Calculator {
    /// The current calculation result
    result: IntegerBox

    /// Adds two numbers
    /// # Arguments
    /// - `a`: First number
    /// - `b`: Second number
    /// # Returns
    /// Sum of a and b
    add(a: IntegerBox, b: IntegerBox): IntegerBox {
        return a + b
    }
}

// コマンド
$ hakorune doc --generate  # HTML/Markdown生成

9️⃣ パッケージマネージャ完成

現状: using system基礎実装

Phase: 18-20 優先度: 🟡 中

改善案:

# hako.toml（Cargo風）
[package]
name = "my-app"
version = "0.1.0"
authors = ["Me"]

[dependencies]
http-client = "1.2.0"
json-parser = "2.0.1"

[dev-dependencies]
test-framework = "0.5.0"

# コマンド
$ hako new my-project
$ hako build
$ hako test
$ hako run
$ hako publish

実装ステップ:

Phase 18: hako.toml依存関係解決
Phase 19: パッケージレジストリ設計
Phase 20: hako CLIコマンド実装

🔟 マクロシステム拡張

現状: ✅ Phase 16で実装中 - Box-Based Macro革命

実装済み:

@derive(Equals, ToString, Clone, Debug)
@test マクロ + テストランナー
AST Pattern Matching基盤
Quote/Unquote システム
HIRパッチ式マクロエンジン

📖 詳細: Phase 16 Macro Revolution

今後の拡張:

// さらなる@deriveトレイト追加
@derive(Hash, Ord, Default, Serialize)
box MyBox { }

// カスタムマクロ定義
macro benchmark(iterations) {
    // パフォーマンス計測マクロ
}

// comptime計算拡張
const CONFIG = comptime {
    readFile("config.toml").parse()
}

Phase: 16（実装中）→ 17-20（拡張） 優先度: 🟡 中（コア実装済み、拡張は要望次第）

📅 実装タイムライン

Phase 16-17: 基礎固め（最優先）

🚀 マクロシステム完成 - @derive/@test完全動作（Phase 16実装中）
🟡 標準ライブラリ体系化開始 - 命名規則統一

Phase 18-20: 開発体験向上

🟡 デバッグ機能強化 - repr/スタックトレース
🟡 パッケージマネージャ完成 - 依存関係管理
🟡 標準ライブラリ体系化完成

Phase 21-25: 高度機能

🟡 並行処理完成 - チャネル/構造化並行性
🟡 型システム強化 - 静的型チェック opt-in/ジェネリクス

Phase 26-30: 洗練

🟢 エラー体系化
🟢 メモリ管理可視性
🟢 ドキュメント生成

💡 重要な設計原則

1. YAGNI原則遵守

マクロシステムは実際の要望が出てから
型システム強化はopt-in（段階的導入）
メモリ管理可視性は現状で十分安全

2. Everything is Box哲学の維持

すべての新機能はBox化して提供
一貫性を最優先

3. セルフホスティング優先

Rust実装で先行実装 → セルフホストで再実装
セルフホストでの実装容易性を考慮した設計

4. 後方互換性

既存コードを壊さない
新機能はopt-inまたは新構文で提供

🎊 まとめ

Phase 16: マクロシステム実装中

✅ @derive/@test等のBox-Based Macro革命が進行中！セルフホスティング進行中の今、言語機能が加速度的に進化している。

現在の設計の優秀さ

プロパティシステム（once/birth_once）は業界最先端レベル
マクロシステム（Phase 16実装中）はBox-Based設計で革新的
postfix catch/cleanupは非常に直感的
Everything is Box哲学が一貫している
コンパクトな実装（Rust実装の13分の1）

長期ビジョン

Phase 16-30を通じて、実用的で表現力豊かな言語へと進化。マクロシステム・プロパティシステム・型システムの三位一体で、次世代言語の標準を打ち立てる。

作成者: Claude Sonnet 4.5 ベース: ドキュメント深層分析（LANGUAGE_REFERENCE_2025.md, quick-reference.md, using.md）修正: 2025-10-02 - Phase 16マクロシステム実装中の事実を反映

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🚀 Nyash/Hakorune 言語進化ロードマップ

📖 概要

📊 現在の強み（Phase 15-16時点）

✅ 言語機能の充実度

✅ Box型ライブラリ充実度

✅ コンパクトな実装

🎯 進化計画（9の柱）

1️⃣ 型システムの段階的強化

2️⃣ エラーハンドリングの体系化

3️⃣ テストフレームワーク統合 🔴

4️⃣ 並行処理の完成度向上

5️⃣ メモリ管理の可視性向上

6️⃣ 標準ライブラリの体系化

7️⃣ デバッグ・診断機能強化

8️⃣ ドキュメント生成機能

9️⃣ パッケージマネージャ完成

🔟 マクロシステム拡張

📅 実装タイムライン

Phase 16-17: 基礎固め（最優先）

Phase 18-20: 開発体験向上

Phase 21-25: 高度機能

Phase 26-30: 洗練

💡 重要な設計原則

1. YAGNI原則遵守

2. Everything is Box哲学の維持

3. セルフホスティング優先

4. 後方互換性

🎊 まとめ

Phase 16: マクロシステム実装中

現在の設計の優秀さ

長期ビジョン

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