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# クイックツアー
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[](https://gezf7g7pd5.execute-api.ap-northeast-1.amazonaws.com/default/source_up_to_date?owner=erg-lang&repos=erg&ref=main&path=doc/EN/syntax/quick_tour.md&commit_hash=8673a0ce564fd282d0ca586642fa7f002e8a3c50)
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`syntax`以下のドキュメントは、概ねプログラミング初心者でも理解できることを目指して書かれています。
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すでにPythonやRust, Haskellなどの言語を習得されている方にとっては、少し冗長であるかもしれません。
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そこで以下では概説的にErgの文法を紹介します。
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特に言及のない部分はPythonと同じと考えてください。
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## 基本的な計算
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ergプログラムは、コンパイル時にすべて厳密に型付けされています。しかし、型はクラスやトレイトによって部分型であると判断できる場合には自動的にキャスティングされます(詳細については[Num](../API/types/traits/Num.md)を参照してください)。
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よって、例えば数値型であれば異なる型同士でも計算をすることもできます。
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```python
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a = 1 # 1: Nat(Int)
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b = a - 10 # -9: Int
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c = b / 2 # -4.5: Float
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d = c * 0 # -0.0: Float
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e = f // 2 # 0: Nat(Int)
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```
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意図しない型の拡大を許容したくない場合には、宣言時に型を指定することでコンパイル時にエラーとして検出できます。
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```python
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a = 1
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b: Int = a / 2
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# error message
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Error[#0047]: File <stdin>, line 1, in <module>
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2│ b: Int = a / 2
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^
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TypeError: the type of b is mismatched:
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expected: Int
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but found: Float
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```
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## 真偽値型
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True、Falseは真偽値型のシングルトンですが、整数型を汎化型として持ちます。
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そのため、整数型や整数の部分型にあたる自然数型、それらの汎化型になる有理数型や浮動小数点数型で比較をすることができます。
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ただし、浮動小数点数型は`Eq`を汎化型に持たないため、`==`を使うとコンパイルエラーになります。
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```python
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True == 1 # OK
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False == -1 # OK
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True == 1.0 # OK
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True < 2.0f64 # OK
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True == 0.0f64 # NG
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True == "a" # NG
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```
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## 変数、定数
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変数は`=`で定義します。Haskellなどと同じように、一度定義した変数は書き換えられません。ただし別のスコープではシャドーイングできます。
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```python
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i = 0
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if True:
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i = 1
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assert i == 0
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```
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大文字で始まるものは定数です。コンパイル時計算できるものだけが定数にできます。
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また、定数は定義以降すべてのスコープで同一です。この性質により、パターンマッチで定数を使うことができます。
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```python
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random = import "random" # pythonの標準ライブラリをインポートできる
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PI = 3.141592653589793
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match random.random!(0..10):
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PI ->
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log "You get PI, it's a miracle!"
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```
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## 宣言
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Pythonと違い、変数の型のみを先に宣言することが可能です。
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当然、宣言の型と実際に代入されるオブジェクトの型は互換していなくてはなりません。
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```python
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i: Int
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i = 10 # OK
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i = 1.0 # NG
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```
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## 関数
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概ねHaskellと同じように定義できます。
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```python
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fib 0 = 0
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fib 1 = 1
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fib n = fib(n - 1) + fib(n - 2)
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```
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無名関数は以下のように定義できます。
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```python
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i -> i + 1
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assert [1, 2, 3].map(i -> i + 1).to_arr() == [2, 3, 4]
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```
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## 演算子
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Erg独自の演算子は以下の通りです。
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### 可変化演算子(!)
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Ocamlの`ref`のようなものです。
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```python
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i = !0
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i.update! x -> x + 1
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assert i == 1
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```
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## プロシージャ
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副作用のあるサブルーチンはプロシージャと呼ばれ、`!`がついています。
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副作用のないサブルーチンは関数と呼びます。
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プロシージャを関数中で呼び出すことはできません。
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これにより、副作用は明示的に分離されます。
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```python
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print! 1 # 1
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```
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## ジェネリック関数(多相関数)
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```python
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id|T|(x: T): T = x
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id(1): Int
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id("a"): Str
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```
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## レコード
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ML系言語にあるレコード(あるいはJSのオブジェクトリテラル)に相当するものを利用できます。
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```python
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p = {x = 1; y = 2}
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assert p.x == 1
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```
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## 所有権
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Ergは可変オブジェクト(`!`演算子で可変化したオブジェクト)に所有権がついており、複数の場所からは書き換えられません。
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```python
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i = !0
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j = i
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assert j == 0
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i # MoveError
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```
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対して不変オブジェクトは複数の場所から参照できます。
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## 可視性
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変数の頭に`.`をつけると、その変数は公開変数となり、外部モジュールから参照できるようになります。
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```python
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# foo.er
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.x = 1
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y = 1
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```
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```python
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foo = import "foo"
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assert foo.x == 1
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foo.y # VisibilityError
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```
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## パターンマッチ
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### 変数パターン
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```python
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# 基本的な代入
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i = 1
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# 型注釈付き
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i: Int = 1
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# 関数の場合
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fn x = x + 1
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fn: Int -> Int = x -> x + 1
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```
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### リテラルパターン
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```python
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# もし`i`がコンパイル時に1であることが確定していないならば、TypeErrorが発生する。
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# `_: {1} = i`の省略形
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1 = i
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# 簡単なパターンマッチング
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match x:
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1 -> "1"
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2 -> "2"
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_ -> "other"
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# フィボナッチ関数
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fib 0 = 0
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fib 1 = 1
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fib n: Nat = fib n-1 + fib n-2
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```
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### 定数パターン
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```python
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PI = 3.141592653589793
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E = 2.718281828459045
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num = PI
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name = match num:
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PI -> "pi"
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E -> "e"
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_ -> "unnamed"
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```
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### 破棄(ワイルドカード)パターン
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```python
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_ = 1
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_: Int = 1
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right(_, r) = r
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```
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### 可変長パターン
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後述するタプル/配列/レコードパターンと組み合わせて使う。
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```python
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[i, *j] = [1, 2, 3, 4]
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assert j == [2, 3, 4]
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first|T|(fst: T, *rest: T) = fst
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assert first(1, 2, 3) == 1
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```
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### タプルパターン
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```python
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(i, j) = (1, 2)
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((k, l), _) = ((1, 2), (3, 4))
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# ネストしていないなら()を省略可能(1, 2は(1, 2)として扱われる)
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m, n = 1, 2
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```
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### 配列パターン
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```python
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length [] = 0
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length [_, *rest] = 1 + length rest
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```
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#### レコードパターン
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```python
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{sin; cos; tan; ...} = import "math"
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{*} = import "math" # 全てインポートする
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person = {name = "John Smith"; age = 20}
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age = match person:
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{name = "Alice"; _} -> 7
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{_; age} -> age
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```
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### データクラスパターン
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```python
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Point = Inherit {x = Int; y = Int}
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p = Point::{x = 1; y = 2}
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Point::{x; y} = p
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```
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## 内包表記
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```python
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odds = [i | i <- 1..100; i % 2 == 0]
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```
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## クラス
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Ergでは多重継承をサポートしていません。
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クラスはデフォルトで継承不可能であり、継承可能クラスを定義する際は`Inheritable`デコレータをつけます。
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```python
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@Inheritable
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Point2D = Class {x = Int; y = Int}
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Point3D = Inherit Point2D, Base := {x = Int; y = Int; z = Int}
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```
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## トレイト
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Rustのトレイトと似ていますが、より本来の意味に近いもので、合成や分離ができ、属性とメソッドは対等に扱われます。
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また、実装を伴いません。
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```python
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XY = Trait {x = Int; y = Int}
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Z = Trait {z = Int}
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XYZ = XY and Z
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Show = Trait {show: Self.() -> Str}
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@Impl XYZ, Show
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Point = Class {x = Int; y = Int; z = Int}
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Point.
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...
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```
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## パッチ
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クラスやトレイトに後付けで実装を与えたりできます。
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```python
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Invert = Patch Bool
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Invert.
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invert self = not self
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assert False.invert()
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```
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## 篩型
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述語式で型に制限をかけられます。
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```python
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Nat = {I: Int | I >= 0}
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```
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## 値を含むパラメトリック型(依存型)
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```python
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a: [Int; 3]
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b: [Int; 4]
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a + b: [Int; 7]
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```
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