単純型の新しい制限を定義できるプログラミング言語

多くの言語が好きC++、C#とJavaあなたのような単純な型を表すオブジェクトを作成できるようにするintegerかをfloat。クラスインターフェイスを使用すると、演算子をオーバーライドし、値が100のビジネスルールを超えているかどうかをチェックするなどのロジックを実行できます。

一部の言語では、これらのルールをアノテーションまたは変数/プロパティの属性として定義することが可能かどうか疑問に思っています。

たとえば、C#次のように記述できます。

[Range(0,100)]
public int Price { get; set; }

または多分C++あなたは書くことができます：

int(0,100) x = 0;

このようなことが行われたことは一度もありませんが、保存前にデータ検証に依存するようになったことを考えます。この機能が言語に追加されていないのは奇妙です。

これが可能な言語の例を挙げていただけますか？

Pascalにはサブレンジタイプがありました。つまり、変数に収まる数の数を減らしていました。

  TYPE name = val_min .. val_max;

Adaには範囲の概念もあります：http : //en.wikibooks.org/wiki/Ada_Programming/Types/range

ウィキペディアから...

type Day_type   is range    1 ..   31;
type Month_type is range    1 ..   12;
type Year_type  is range 1800 .. 2100;
type Hours is mod 24;
type Weekday is (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday); 

できること

subtype Weekend is  Weekday (Saturday..Sunday);
subtype WorkDay is  Weekday (Monday..Friday);

そして、ここがクールなところです

year : Year_type := Year_type`First -- 1800 in this case...... 

Cには厳密なサブレンジタイプはありませんが、ビットフィールドを使用して使用ビット数を最小限に抑えることにより、1つを模倣する方法があります（少なくとも制限されています）。struct {int a : 10;} my_subrange_var;}。これは、可変コンテンツの上限として機能します（一般に、これにはビットフィールドを使用しないでください。これは単なるポイントを証明するためです）。

他の言語の任意の長さの整数型の多くのソリューションは、むしろライブラリレベルで発生します。つまり、C ++はテンプレートベースのソリューションを可能にします。

変数の状態の監視とアサーションの接続を可能にする言語があります。たとえば、Clojurescriptで

(defn mytest 
   [new-val] 
   (and (< new-val 10)
        (<= 0 new-val)))

(def A (atom 0 :validator mytest))

この関数mytestは、条件が満たされているかどうかをa（reset!またはを介してswap!）変更したときに呼び出されます。これは、遅延バインディング言語でサブレンジ動作を実装するための例です（http://blog.fogus.me/2011/09/23/clojurescript-watchers-and-validators/を参照）。

Adaは単純な型の制限を許可する言語でもあります。実際、Adaでは、正確性を保証するためにプログラムに独自の型を定義することをお勧めします。

type MyType1   is range    1 .. 100;
type MyType2   is range    5 .. 15;

myVar1 : MyType1;

DoDによって長い間使用されていましたが、おそらくまだ使用されていますが、現在の使用法を把握できていません。

C ++で範囲チェックされた値型を作成する方法の例については、C ++での値型の範囲の制限を参照してください。

エグゼクティブサマリー：テンプレートを使用して、組み込みの最小値と最大値を持つ値タイプを作成します。これは次のように使用できます。

// create a float named 'percent' that's limited to the range 0..100
RangeCheckedValue<float, 0, 100> percent(50.0);

ここにはテンプレートさえ必要ありません。クラスを使用して同様の効果を得ることができます。テンプレートを使用すると、基になる型を指定できます。また、percent上記のタイプはfloatでなく、テンプレートのインスタンスであることに注意することが重要です。これは、質問の「単純型」の側面を満たさない場合があります。

この機能が言語に追加されていないのは奇妙です。

単純型はまさにそれです-単純です。多くの場合、直接使用するのではなく、必要なツールを作成するためのビルディングブロックとして最適に使用されます。

あなたの意図のいくつかの制限された形式は、注釈と動的プロキシパターンの組み合わせを通じてJavaとC＃で可能な私の知識です（JavaとC＃の動的プロキシの組み込み実装が存在します）。

Javaバージョン

注釈：

@Target(ElementType.PARAMETER)
@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface IntRange {
     int min ();
     int max ();
}

プロキシインスタンスを作成するWrapperクラス：

public class Wrapper {
    public static Object wrap(Object obj) {
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), new MyInvocationHandler(obj));
    }
}

すべてのメソッド呼び出しでバイパスとして機能するInvocationHandler：

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object impl;

    public MyInvocationHandler(Object obj) {
        this.impl = obj;
    }

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
        throws Throwable {
    Annotation[][] parAnnotations = method.getParameterAnnotations();
    Annotation[] par = null;
    for (int i = 0; i<parAnnotations.length; i++) {
        par = parAnnotations[i];
        if (par.length > 0) {
            for (Annotation anno : par) {
                if (anno.annotationType() == IntRange.class) {
                    IntRange range = ((IntRange) anno);
                    if ((int)args[i] < range.min() || (int)args[i] > range.max()) {
                        throw new Throwable("int-Parameter "+(i+1)+" in method \""+method.getName()+"\" must be in Range ("+range.min()+","+range.max()+")"); 
                    }
                }
            }
        }
    }
    return method.invoke(impl, args);
}
}

使用例のインターフェイス：

public interface Example {
    public void print(@IntRange(min=0,max=100) int num);
}

メインメソッド：

Example e = new Example() {
    @Override
    public void print(int num) {
        System.out.println(num);
    }
};
e = (Example)Wrapper.wrap(e);
e.print(-1);
e.print(10);

出力：

Exception in thread "main" java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException
at com.sun.proxy.$Proxy0.print(Unknown Source)
at application.Main.main(Main.java:13)
Caused by: java.lang.Throwable: int-Parameter 1 in method "print" must be in Range (0,100)
at application.MyInvocationHandler.invoke(MyInvocationHandler.java:27)
... 2 more

C＃バージョン

アノテーション（属性と呼ばれるC＃内）：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Parameter)]
public class IntRange : Attribute
{
    public IntRange(int min, int max)
    {
        Min = min;
        Max = max;
    }

    public virtual int Min { get; private set; }

    public virtual int Max { get; private set; }
}

DynamicObjectサブクラス：

public class DynamicProxy : DynamicObject
{
    readonly object _target;

    public DynamicProxy(object target)
    {
        _target = target;
    }

    public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)
    {
        TypeInfo clazz = (TypeInfo) _target.GetType();
        MethodInfo method = clazz.GetDeclaredMethod(binder.Name);
        ParameterInfo[] paramInfo = method.GetParameters();
        for (int i = 0; i < paramInfo.Count(); i++)
        {
            IEnumerable<Attribute> attributes = paramInfo[i].GetCustomAttributes();
            foreach (Attribute attr in attributes)
            {
                if (attr is IntRange)
                {
                    IntRange range = attr as IntRange;
                    if ((int) args[i] < range.Min || (int) args[i] > range.Max)
                        throw new AccessViolationException("int-Parameter " + (i+1) + " in method \"" + method.Name + "\" must be in Range (" + range.Min + "," + range.Max + ")");
                }
            }
        }

        result = _target.GetType().InvokeMember(binder.Name, BindingFlags.InvokeMethod, null, _target, args);

        return true;
    }
}

ExampleClass：

public class ExampleClass
{
    public void PrintNum([IntRange(0,100)] int num)
    {
        Console.WriteLine(num.ToString());
    }
}

使用法：

    static void Main(string[] args)
    {
        dynamic myObj = new DynamicProxy(new ExampleClass());
        myObj.PrintNum(99);
        myObj.PrintNum(-5);
    }

結論として、Javaで動作するようにそのようなものを取得できることがわかりますが、完全に便利ではありません。

• プロキシクラスはインターフェイス用にインスタンス化できます。つまり、クラスはインターフェイスを実装する必要があります
• 許可された範囲は、インターフェイスレベルでのみ宣言できます
• 後で使用するには、最初に余分な労力（インスタンス化ごとにラップするMyInvocationHandler）が必要になります。

C＃のDynamicObjectクラスの機能は、C＃の実装で見られるように、インターフェイスの制限を取り除きます。残念ながら、この場合、この動的な動作により静的な型の安全性が失われるため、動的プロキシでのメソッド呼び出しが許可されているかどうかを判断するにはランタイムチェックが必要です。

これらの制限が受け入れられる場合、これはさらに掘り下げるための基礎として役立ちます！

範囲は、不変条件の特殊なケースです。ウィキペディアから：

不変は、プログラムの実行中に本当のことを頼ることができる状態です。

範囲[a, b]は、不変式x> = aおよびx <= bを持つ型の変数xとして宣言できます。Integer

したがって、AdaまたはPascalのサブレンジタイプは厳密には必要ありません。それらは、不変式を持つ整数型で実装できます。

この機能が言語に追加されていないのは奇妙です。

範囲が限定された型の特別な機能は、C ++や強力な型システムを備えた他の言語では必要ありません。

C ++では、ユーザー定義型で目標を比較的簡単に達成できます。 そして、範囲が制限されたタイプが望ましいアプリケーションでは、それらはほとんど十分ではありません。たとえば、速度/時間で加速度が生成され、加速度/時間の平方根を取ることで速度が生成されるように、物理ユニットの計算が正しく記述されていることをコンパイラに確認させます。これを便利に行うには、式に現れる可能性のあるすべてのタイプを明示的に命名することなく、タイプのシステムを定義する機能が必要です。 これはC ++で実行できます。