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Phase 245B: num_str Carrier Design Document

Status: Design Phase Target: _parse_number loop の num_str 文字列キャリア対応 Scope: Pattern 2 (loop with break) + 既存インフラ活用

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1. num_str の役割

1.1 現在の _parse_number ループ構造

fn _parse_number(s, p) {
    local num_str = ""
    local len = s.length()
    loop(p < len) {
        local ch = s.substring(p, p + 1)
        if not _is_digit(ch) {
            break
        }
        num_str = num_str + ch   // ← StringAppend carrier update
        p = p + 1
    }
    return num_str  // or return { num_str, p }
}

1.2 num_str の役割定義

観点	決定
主目的	digit を連結する文字列バッファ
スコープ	_parse_number 専用（245B では）
共有可能性	将来 _atoi / _atof_loop と共通化可能
初期値	空文字 ""
更新パターン	Append のみ（削除・置換なし）

1.3 将来の拡張候補（245B では非対象）

• _atoi: num_str → result: Integer への変換ループ
• _atof_loop: 小数部・指数部を含む浮動小数点パース
• これらとの整合性は Phase 246+ で検討

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2. 許可する UpdateExpr パターン

2.1 最小セット（245B 対象）

num_str = num_str + ch

要素	制約
左辺	num_str（LoopState carrier）
右辺	BinaryOp(Add, num_str, ch) のみ
ch	body-local または captured 変数

2.2 許可パターンの形式定義

// 許可: num_str = num_str + ch
UpdatePattern::StringAppend {
    carrier: "num_str",
    append_source: Variable("ch"),
}

// 内部表現
BinaryOp {
    op: Add,
    lhs: Variable { name: carrier_name },  // 同じキャリア
    rhs: Variable { name: append_var },    // body-local/captured
}

2.3 非対象パターン（将来フェーズ候補）

パターン	理由	候補フェーズ
ch + num_str	逆順 concat	Phase 246
num_str + num_str	自己 concat	Phase 247
a + b + c	三項以上	Phase 247
num_str.append(ch)	MethodCall	Phase 248

2.4 CarrierUpdateEmitter への統合案

Option A: 既存 UpdateExpr に StringConcat variant 追加

pub enum UpdateExpr {
    // 既存
    Increment { carrier: String, amount: i64 },
    Accumulate { carrier: String, source: ValueId },

    // 新規追加 (245B)
    StringAppend { carrier: String, append_source: String },
}

Option B: Generic BinaryUpdate で統一

pub enum UpdateExpr {
    BinaryUpdate {
        carrier: String,
        op: BinaryOperator,
        rhs: UpdateRhs,
    },
}

pub enum UpdateRhs {
    Variable(String),
    Constant(ConstValue),
    Carrier(String),
}

推奨: Option A（最小変更、明示的）

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3. num_str キャリアの Contract / Invariant

3.1 Loop Entry Contract

PRE:
  - num_str = "" (空文字で初期化済み)
  - p = 開始位置 (valid index)
  - s = 対象文字列 (immutable)

3.2 Loop Iteration Invariant

INV:
  - num_str = s[start_p..p] の digit 部分文字列
  - p は monotonic increasing (p' > p)
  - num_str.length() == p - start_p

3.3 Loop Exit Contract

POST (break):
  - num_str = parse された digit 列
  - p = 最初の non-digit 位置
  - num_str == s[start_p..p]

POST (natural exit):
  - num_str = s[start_p..len] 全て digit
  - p == len

3.4 ExitMeta 構造

ExitMeta {
    exit_values: vec![
        ("p".to_string(), p_final),           // loop counter
        ("num_str".to_string(), num_str_final), // string carrier
    ],
}

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4. テストケース

4.1 E2E テスト（正常系）

入力	期待 num_str	期待 RC
"0"	"0"	0
"42"	"42"	0
"123456"	"123456"	0
"007"	"007"	0 (先頭 0 許容)

4.2 E2E テスト（部分マッチ系）

入力	期待 num_str	期待 p	備考
"7z"	"7"	1	1文字で break
"123abc"	"123"	3	3文字で break
"abc"	""	0	即 break

4.3 JoinIR 構造テスト

#[test]
fn test_parse_number_string_carrier() {
    // Given: _parse_number loop
    // When: JoinIR generated
    // Then:
    //   - num_str is in CarrierInfo with role=LoopState
    //   - UpdateExpr::StringAppend for num_str exists
    //   - ExitMeta contains num_str exit value
}

4.4 UpdateExpr 検証テスト

#[test]
fn test_string_append_update_expr() {
    // Given: num_str = num_str + ch
    // When: UpdateExpr extracted
    // Then:
    //   - UpdateExpr::StringAppend { carrier: "num_str", append_source: "ch" }
    //   - Exactly 1 StringAppend for num_str
}

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5. 制約と非目標

5.1 Phase 245B の制約

制約	理由
_parse_number のみ対象	スコープ限定、段階的実装
新パターン追加なし	P2 + 既存インフラ活用
by-name hardcode 禁止	CarrierInfo/UpdateExpr で区別
StringAppend 1形式のみ	最小セットから開始

5.2 非目標（245B では実装しない）

• _atoi / _atof_loop との共通化
• Pattern 3/4 への文字列キャリア拡張
• MethodCall 形式の append (num_str.append(ch))
• 逆順 concat (ch + num_str)
• 三項以上の concat

5.3 後続フェーズ候補

フェーズ	内容
246	_atoi / _atof_loop との整合性
247	Pattern 3/4 に文字列キャリア拡張
248	MethodCall append 対応
249	逆順・三項 concat 対応

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6. 実装ロードマップ

6.1 Phase 245B-1: UpdateExpr 拡張

1. UpdateExpr::StringAppend variant 追加
2. CarrierUpdateEmitter に StringAppend 検出ロジック
3. ユニットテスト 3-5 件

6.2 Phase 245B-2: CarrierInfo 統合

1. String 型キャリアの role=LoopState 対応
2. ExitMeta に string carrier 含める
3. Header/Exit PHI に string value 通す

6.3 Phase 245B-3: Pattern 2 統合

1. loop_with_break_minimal.rs で StringAppend 処理
2. E2E テスト実装
3. _parse_number テストケース通す

6.4 完了条件

• cargo build --release 成功
• 全テスト PASS（911+）
• _parse_number E2E 4+ ケース PASS
• UpdateExpr::StringAppend ユニットテスト PASS
• by-name hardcode なし

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7. リスク評価

リスク	影響度	軽減策
String PHI の型不整合	中	既存 String carrier テスト確認
UpdateExpr 検出失敗	中	段階的検出ロジック
Pattern 2 退行	低	911 テスト PASS 維持
将来の拡張困難	低	Option A 設計で拡張可能

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8. 承認チェックリスト

• num_str の役割（Section 1）確認
• UpdateExpr パターン（Section 2）確認
• Contract/Invariant（Section 3）確認
• テストケース（Section 4）確認
• 制約と非目標（Section 5）確認
• 実装ロードマップ（Section 6）確認

承認後、Phase 245B-1 実装開始！

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Document created: Phase 245B Design Author: Claude Code Session Date: 2025-12-11