今日もC# 10.0(来年の話)

[ufcpp]

主に昨日書いたブログをベースに。

csharplang の運営方針とかトリアージとか

サムネに使ってるコード(大まかなアイディア レベル。今は動かないし、具体的な構文はまだ未定):

namespace App1;

static class Extensions
{
    public static double Area(this Shape s) => s switch
    {
        Rect r => r.Width * r.Height,
        Circle c => (var r = c.Radius; r * r),
    };
}

record Shape
{
    record Rect(double Width, double Height);
    record Circle(double Radius);
}

これを C# 9.0 で動く状態にするなら:

using System.Runtime.CompilerServices;

namespace App1
{

    static class Extensions
    {
        public static double Area(this Shape s) => s switch
        {
            Shape.Rect r => r.Width * r.Height,
            Shape.Circle c => c.Radius * c.Radius,
            _ => throw new SwitchExpressionException(),
        };
    }

    record Shape
    {
        private Shape() { }
        public record Rect(double Width, double Height) : Shape;
        public record Circle(double Radius) : Shape;
    }
}

(デモ用に適当に書いたコードなので、縁の面積が r² になってる… 気にしないでほしい)

[ufcpp]

本題とはそれるけど、カルチャー依存文字列処理が NLS (Windows 内蔵の)から ICU (デファクトスタンダード)に移行した話とか、それに伴ってこれまで顕在化してなかった「デフォルト動作が CurrentCulture 利用で変」問題(Ordinal のつもりで呼んでたけど間違ってたみたいなコード)が起こってたりとか、特に、\r\n が \n にマッチしない(Unicode 標準的には \r\n は不可分扱い)問題とかの話するかも。

dotnet/runtime 43956 43736

[ufcpp-live]

今日の書き捨てコード

今日の主題としては触れなかったものの、「低水準機能拡張」の一環で safe 固定長バッファーあり。

safe 固定長バッファーがあるなら、params Span<T> の実装も楽になる。

// safe 固定長バッファー
// managed 型も OK
string x[10];

m("abc", "def");

void m(params Span<string> p)
{
}

[ufcpp-live]

Union 型話(構文未定。仮想的なコード)

// 可能性としてあり得る一番短い書き方
enum record Shape
{
    Rect(double Width, double Height);
    Circle(double Radius);
}

union Union
{
    String(string n);
    Int1(int x);
    Int2(int x);

    // 匿名 union でいうと string | int | int になるけども…
}

数学では
// union
{ 1 } | { 2 } = { 1, 2 }
{ 1 } | { 1 } = { 1 }

// disjoint sum
// a とか b とかは単なる弁別用のマーカー
{ 1 } ⊕ { 2 } = { (a, 1), (b, 2) }
{ 1 } ⊕ { 1 } = { (a, 1), (b, 1) }

[ufcpp-live]

Discriminated Union はやっぱり「小さい機能の集まり」として実装されるはず。

その1: 網羅性チェック

using System.Runtime.CompilerServices;

// 第1案: 網羅性チェック

static class Extensions
{
    // private コンストラクターがある時に限り、網羅してる扱いで警告消していいんじゃない？
    public static double Area(this Shape s) => s switch
    {
        Shape.Rect r => r.Width * r.Height,
        Shape.Circle c => c.Radius * c.Radius,
    };
}

record Shape
{
    private Shape() { }
    public record Rect(double Width, double Height) : Shape;
    public record Circle(double Radius) : Shape;
}

// recortd, discriminated union に限らず
class ShapeC
{
    private ShapeC() { }
    public class Rect : ShapeC { public double Width; public double Height; }
    public class Circle : ShapeC { public double Radius; }
}

[ufcpp-live]

Discriminated Union がらみその2

// using static だとこのファイルがまさに問題起こす
//using static Shape;
//using static ShapeType;
// これで Rect, Circle が名前被りに

// 第2案: スコープ解決の推論

static class Extensions
{
    // 別提案として、こういうところに using を書かせてほしいという話もあり
    //using System;

    public static bool M1(this ShapeType s) => s switch
    {
        // ここに using を書く余地はない
        ShapeType.Rect => true,
        ShapeType.Circle => false,
    };

    // enum でこう書きたい
    // using static ShapeType で似たことはできるけど…
    // using static だとスコープがさすがに広すぎる
    public static bool M2(this ShapeType s) => s switch
    {
        Rect => true,
        Circle => false,
    };

    // discriminated union 前提として
    public static double Area1(this Shape s) => s switch
    {
        Shape.Rect r => r.Width * r.Height,
        Shape.Circle c => c.Radius * c.Radius,
    };

    // やっぱりこう書きたい
    public static double Area2(this Shape s) => s switch
    {
        Rect r => r.Width * r.Height,
        Circle c => c.Radius * c.Radius,
    };
}

record Shape
{
    private Shape() { }
    public record Rect(double Width, double Height) : Shape;
    public record Circle(double Radius) : Shape;
}

enum ShapeType
{
    Rect,
    Circle
}

[ufcpp-live]

簡単そうに見えて、型推論にかかる時間が簡単に爆発的に増えるのでやばい。
この手の型推論を認めてる言語、コンパイラーが「コンパイルに時間がかかりすぎています」エラーを出すことがある。

var x = new[]
{
    "",
    1,
    1f,
};

// 型推論の時間かかる。C# は認めてない
var x = new[]
{
    (IB)null,
    (IC)null,
};

// これはOK
var x1 = new IA[]
{
    (IB)null,
    (IC)null,
};
var x2 = new[]
{
    (IA)null,
    (IC)null,
};

[ufcpp-live]

C# はコンパイル時間にも結構気を使って文法を決めてる。
↓とかは割と最近入った「オーバーロード解決の改善」なものの、型制約と引数を見る順序を変えるだけだったのでパフォーマンス的なペナルティはそんなになかったらしい。

// これは割と最近追加されたオーバーロード解決。
// パフォーマンスのペナルティは大してないらしい
static class ClassEx
{
    public static void M<T>(this object _) where T : class { }
}

static class StructEx
{
    public static void M<T>(this object _) where T : struct { }
}

[ufcpp-live]

// オーバーロード解決は2乗オーダーだそうです
class Overload
{
    public void M(int x, int y) { }
    public void M(int x, short y) { }
    public void M(short x, short y) { }
    public void M(int w, int x, int y) { }
    public void M(int w, int x, short y) { }
    public void M(int w, short x, short y) { }
    public void M(short t, int x, int y) { }
    public void M(short t, int x, short y) { }
    public void M(short t, short x, short y) { }
    public void M(short t, int w, int x, int y) { }
    public void M(short t, int w, int x, short y) { }
    public void M(short t, int w, short x, short y) { }
}

[ufcpp-live]

.NET 5 ではグローバリゼーションの内部実装が ICU に変更されて…

using System;

// ファイルの改行コード依存
// LF にすると 0 になる
// git が autocrlf = ture だったら？…
var s = @"
"; // \r\n ? それとも \n ?

// 一応の解決策(絶対いや）
var s1 = "1行目" + Environment.NewLine
    + "2行目";

// ダメだ…
//const string cs = "1行目" + Environment.NewLine
//    + "2行目";

Console.WriteLine(s.IndexOf("\n")); // .net core 3.1 だと 1、.net 5 だと -1
Console.WriteLine(s.IndexOf('\n'));
Console.WriteLine(s.Contains("\n")); // true

Console.WriteLine(s.IndexOf("\n", StringComparison.Ordinal)); // これなら 1
Console.WriteLine(s.AsSpan().IndexOf("\n")); // Span の方はデフォで Ordinal

Console.WriteLine(s.Replace("\n", "aa")); // Ordinal!!!!!!

// IndexOf は CurrentCulture 見る
// Contains は Ordinal

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カルチャーというと…

using System;
using System.Text;

Encoding.RegisterProvider(CodePagesEncodingProvider.Instance);
Console.WriteLine("i".ToUpper(
    System.Globalization.CultureInfo.GetCultureInfo("tr-TR")));
Console.WriteLine("i".ToUpperInvariant());
// トルコ語の i の大文字は İ
// ASCII で完結していないので「ASCII 特殊対応 fast path」とかが作れない

Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString(
    System.Globalization.CultureInfo.InvariantCulture));
//10/31/2020 17:02:47 になる
// せめて ISO 標準の 2020/10/31T17:02:47 にしようよ…

Invariant がアメリカ式(ヤードポンド、ファーレンハイトの国)の書式なのどうなの…

[ufcpp-live]

https://youtu.be/toG5ge37-OU