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# 根切り文法アーキテクチャ - 真の疎結合設計
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## 🌳 「根が這う」問題の本質
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### 現在の設計の根本的な問題
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```rust
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// 🌳 根が這っている例: 一つの変更が全体に波及
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struct Keyword {
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name: String,
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token_type: TokenType, // Tokenizer層の型
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parser_rule: ParserRule, // Parser層の型
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mir_op: MIROpcode, // MIR層の型
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vm_handler: VMHandler, // VM層の型
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// → 一つのstructが全層の型を知っている！
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}
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```
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## 🎯 根切り設計: レイヤー完全分離
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### 核心思想: 「各層は自分の関心事だけを知る」
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```
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【Tokenizer層】 【Parser層】 【Semantic層】
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"me" → Token::Me → SelfReference
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知識:文字列のみ 知識:トークンのみ 知識:意味のみ
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【MIR層】 【VM層】 【JIT層】
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LoadLocal(0) → OP_LOAD_0 → mov rax, [rbp]
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知識:MIRのみ 知識:オペコードのみ 知識:機械語のみ
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```
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## 📦 真の箱化: 変換箱（TransformerBox）パターン
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### 1. 各層は純粋な箱
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```rust
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// Tokenizer層: 文字列→トークンの変換のみ
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box StringToTokenBox {
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init { } // 依存なし！
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transform(text: String) -> TokenStream {
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// 純粋な文字列処理
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local tokens = []
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local chars = text.chars()
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loop(chars.hasNext()) {
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local ch = chars.next()
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if ch.isLetter() {
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local word = me.readWord(chars, ch)
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tokens.push(me.classifyWord(word))
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}
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// ...
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}
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return TokenStream(tokens)
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}
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classifyWord(word: String) -> Token {
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// ローカルな判定のみ
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match word {
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"me" => Token::Me,
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"from" => Token::From,
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"loop" => Token::Loop,
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_ => Token::Identifier(word)
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}
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}
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}
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```
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### 2. 層間の変換も箱
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```rust
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// Token→AST変換箱
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box TokenToASTBox {
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init { } // 依存なし！
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transform(tokens: TokenStream) -> AST {
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local parser = PrattParser()
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return parser.parse(tokens)
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}
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}
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// AST→MIR変換箱
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box ASTToMIRBox {
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init { } // 依存なし！
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transform(ast: AST) -> MIR {
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match ast {
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AST::BinaryOp(op, left, right) => {
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local leftMIR = me.transform(left)
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local rightMIR = me.transform(right)
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return me.selectMIROp(op, leftMIR, rightMIR)
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}
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// ...
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}
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}
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selectMIROp(op: String, left: MIR, right: MIR) -> MIR {
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// ローカルな判断のみ
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if op == "+" {
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if left.type == "String" and right.type == "String" {
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return MIR::StringConcat(left, right)
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}
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if left.type == "Integer" and right.type == "Integer" {
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return MIR::AddI64(left, right)
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}
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}
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// ...
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}
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}
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```
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## 🔄 パイプライン: 箱の連鎖
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### 純粋関数的パイプライン
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```rust
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// 各箱は前の箱の出力を入力として受け取るだけ
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box NyashPipeline {
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init { }
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compile(source: String) -> ExecutableCode {
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// 各変換箱を順番に適用
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local tokens = StringToTokenBox().transform(source)
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local ast = TokenToASTBox().transform(tokens)
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local mir = ASTToMIRBox().transform(ast)
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local bytecode = MIRToVMBox().transform(mir)
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return bytecode
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}
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}
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```
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## 📐 設定の分離: ConfigBox
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### 文法定義も実行時から分離
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```rust
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// ビルド時のみ使用される設定箱
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box GrammarConfigBox {
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init { yamlPath }
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load() -> GrammarConfig {
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// YAMLを読み込んで設定オブジェクトを返す
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return YAML.parse(File.read(me.yamlPath))
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}
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}
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// ビルド時コード生成箱
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box CodeGeneratorBox {
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init { config }
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generate() {
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// 設定から各層のコードを生成
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me.generateTokenizerTable(me.config.keywords)
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me.generateParserTable(me.config.syntax)
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me.generateMIRTable(me.config.semantics)
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}
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generateTokenizerTable(keywords) {
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// キーワードマッチング用の完全ハッシュ関数生成
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local code = "fn classify_keyword(s: &str) -> Token {\n"
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code += " match s {\n"
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keywords.forEach((word, info) => {
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code += ' "' + word + '" => Token::' + info.token + ',\n'
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})
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code += " _ => Token::Identifier(s.to_string())\n"
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||
code += " }\n"
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||
code += "}\n"
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File.write("src/generated/keywords.rs", code)
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}
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}
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```
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## 🎯 セマンティクスの分離
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### セマンティクスも変換箱として実装
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```rust
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// 型強制変換箱
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box TypeCoercionBox {
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init { } // 依存なし！
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coerceToString(value: Value) -> StringValue {
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match value {
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Value::String(s) => StringValue(s),
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Value::Integer(i) => StringValue(i.toString()),
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Value::Float(f) => StringValue(f.toString()),
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Value::Bool(b) => StringValue(b ? "true" : "false"),
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_ => panic("Cannot coerce to string")
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}
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}
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}
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// 演算子実行箱
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box OperatorExecutorBox {
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init { coercionBox }
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executeAdd(left: Value, right: Value) -> Value {
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// ローカルな判断
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match (left, right) {
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(Value::String(s1), Value::String(s2)) => {
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||
Value::String(s1 + s2)
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||
}
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(Value::String(s), other) => {
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local s2 = me.coercionBox.coerceToString(other)
|
||
Value::String(s + s2.value)
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||
}
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||
(Value::Integer(i1), Value::Integer(i2)) => {
|
||
Value::Integer(i1 + i2)
|
||
}
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||
// ...
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||
}
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||
}
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||
}
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```
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## 🔧 テスト可能性の向上
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### 各箱が独立してテスト可能
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```rust
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// StringToTokenBoxのテスト
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test "tokenize keywords" {
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local box = StringToTokenBox()
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local tokens = box.transform("me loop from")
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assert tokens == [Token::Me, Token::Loop, Token::From]
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}
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// ASTToMIRBoxのテスト
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test "binary op to MIR" {
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local box = ASTToMIRBox()
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local ast = AST::BinaryOp("+",
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AST::Literal(Value::Integer(1)),
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||
AST::Literal(Value::Integer(2))
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)
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local mir = box.transform(ast)
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assert mir == MIR::AddI64(
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MIR::Const(Value::Integer(1)),
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||
MIR::Const(Value::Integer(2))
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)
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}
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```
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## 📊 依存グラフ: 完全なDAG（有向非巡環グラフ）
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```
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StringToTokenBox (依存: 0)
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↓
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TokenToASTBox (依存: 0)
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↓
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ASTToMIRBox (依存: 0)
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↓ ↓
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MIRToVMBox (依存: 0) MIRToJITBox (依存: 0)
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TypeCoercionBox (依存: 0)
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↓
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OperatorExecutorBox (依存: 1)
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```
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## 🚀 この設計の利点
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### 1. 真の疎結合
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- 各箱は入力と出力の型だけを知る
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- 他の箱の実装を一切知らない
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- インターフェースすら不要（型だけで十分）
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### 2. 並行開発可能
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- チームAがTokenizer開発
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- チームBがParser開発
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- チームCがMIR開発
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- 全員が独立して作業可能
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### 3. 差し替え可能
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```rust
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// 別実装への差し替えが容易
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local pipeline = NyashPipeline()
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pipeline.tokenizer = OptimizedStringToTokenBox() // 高速版
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pipeline.parser = ErrorRecoveringTokenToASTBox() // エラー回復版
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```
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### 4. 段階的最適化
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```rust
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// 最適化も箱として追加
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box MIROptimizerBox {
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transform(mir: MIR) -> MIR {
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// 定数畳み込み、死んだコード除去など
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return optimized
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}
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}
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// パイプラインに挿入
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local mir = ASTToMIRBox().transform(ast)
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mir = MIROptimizerBox().transform(mir) // 追加
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local bytecode = MIRToVMBox().transform(mir)
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```
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## 🎯 まとめ: 根を完全に切る
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1. **データ中心設計**: 各層は入力データを出力データに変換するだけ
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2. **状態を持たない**: すべての箱が純粋関数的
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3. **設定と実装の分離**: ビルド時と実行時を明確に分離
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4. **変換の連鎖**: パイプラインで箱をつなぐ
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これにより、真に「根が這わない」アーキテクチャが実現されます。 |