# 041: tqd.hs で context reduction, Show [a] 問題
[↑up](bunny_notes)

- issued: 2020-04-18
- 分類： A サンプルコードが fail
- status: Closed (2020-05-03)

## 概要

Show クラスの扱いまわりをまともにしていく過程（参照：[017](bissue017)）で、
sample116, 136 が動かなくなってしまった。instance (Show a) => Show [a] 
にきちんと対応できていないため。

そこで、sample116, 136 はともに testcases に格下げ、tqd.hs, tqd2.hs とした。
（両者の違いは、型シグネチャを明示しているか、していないか）

一方、tqd の show 以外の部分は動いているため、Show [a] に依存しないように
書きかえたものを test/sample/sample150 として追加した。

## 調査ログ
### 2020-04-23

本件と 042 は同様の問題であるため、両方みながら対処することにしたい。

対処には、コンパイラの修正と lib/Prelude.hs への記述追加の両方が必要だが、
lib/Prelude.hs をいきなり変えると多くの test が fail するので、
そうせずに調査をすすめるためのサンプルケースを作成：

- testcases/myshowlist.hs
- testcases/myshowpair.hs
- testcases/myshowtriple.hs

Rename に trace を追加して確認したところ、instance メソッド定義に付加している
型シグネチャが不適切であることが原因と思われる。

myshowlist の場合：

$$<pre>{
TypeSigDecl [Name {origName = "Main.[]%I.myshow", namePos = (2,3), isConName = False}] (Nothing,FunTy (ListTy (Tyvar (Name {origName = "a", namePos = (10,32), isConName = False}))) (ListTy (Tycon (Name {origName = "Char", namePos = (2,19), isConName = True}))))
$$}

本来、$<verb>{Main.[]%I.myshow :: [Show a] :=> [a] -> [Char]} であるべきところ、
$<verb>{[] :=> [a] -> [Char]} になっている。(Pred が空なのがおかしい）

myshowpair, myshowtriple は Rename で未実装のパターンにあたってしまうので、
そこまでたどり着いていない。

インスタンスメソッドの型シグネチャを生成するときに、Pred を無条件で空にするのではなく、型に含まれる型変数が残った場合には、それに対応する Pred も残さなければならないようだ。

### 2020-04-24

型シグネチャの生成。$<verb>{renInstDecl (A.InstDecl ctx t ds)}  の ctx
をそのまま sigvar につけるように変更。

この部分は、ひとまずこれでいいはずなのだが、
myshowlist.hs はエラー。これは、Int, Char の instance 宣言において、
Int, Char が Main.Int, Main.Char と解釈されてしまったせい。
myshowlist2.hs のように修飾すると、別のエラーになった。

なので、instance (Show a) => Show [a] where ... の定義は直接 lib/Prelude.hs 
い追加して調査続行。こうなった：

$$<pre>{
$ ./tcheck testcases/showils.hs 
# 1. test-compile
source file: testcases/showils.hs
dst dir: /showils
doCompile ... done.
implicitPrelude ... done.
doCompile ... bunnyc: Error: dictionary not found: Prelude.print, (Tyvar "t0" Star,"Prelude.Show",TAp (TCon (Tycon "Prelude.[]" (Kfun Star Star))) (TVar (Tyvar "t7" Star)),[TVar (Tyvar "t6" Star),TVar (Tyvar "t4" Star),TVar (Tyvar "t2" Star)])
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at src/DictPass.hs:232:43 in main:DictPass
$$}

$$<pre>{
$ ./tcheck testcases/printstring.hs 
# 1. test-compile
source file: testcases/printstring.hs
dst dir: /printstring
doCompile ... done.
implicitPrelude ... done.
doCompile ... bunnyc: Error: dictionary not found: Prelude.print, (Tyvar "t0" Star,"Prelude.Show",TAp (TCon (Tycon "Prelude.[]" (Kfun Star Star))) (TCon (Tycon "Prelude.Char" Star)),[])
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at src/DictPass.hs:232:43 in main:DictPass
$$}

ここでは、[${Prelude.[] Prelude.Show}, ${Prelude.Int Prelude.Show}] の
ように、辞書のリストを渡すのが正しいように思われる。

これを、((show ${Prelude.[] Prelude.Show}) ${Prelude.Int Prelude.Show})
のように処理すれば、期待されたような動作になるのではないか。

- Core の辞書型に、辞書のリストに対応するものを追加する
- DictPass (findApplyDict) を、上述のような辞書のリストを渡すように改造する
- Runtime で、辞書のリストは、複数回の辞書適用を実装するように改造する

これでうまくいくかどうかは、リストだけでなく、tuple, triple のケースも考慮したほうがよさそう。辞書のリストのリストの方がいいのかもしれない。

たとえば、Main.(,)%I.show は辞書を２つ引数にとるので、show に渡すのは、
[[${Prelude.(,) Prelude.Show}], [${Prelude.Int Prelude.Show}, ${Prelude.Int Prelude.Show}]] のようにすべきなのではないか。

### 2020-04-26

複合辞書は、[[Dictionary]] ではなく、第一要素は常に１つ、第二要素がリスト（第三以降はないはず）でいいと思われるため、$<verb>{CompositDict Expr [Expr]} のような形にした。

必要と思われる修正は以下：

1.  Core に CompositDict 定義を追加
2.  PPCore を CompositDict に対応させる
3. DictPass で、[a] に出会ったときに CompositDict を生成するようにする
4. STG にも CompositDict を追加、trSTG をこれに対応させる
5. CodeGen の対応

4 項まで実施したところで、CodeGen 未対応による以下のエラーが出た：

$$<pre>{
bunnyc: Non-exhaustive pattern in genAtomExpr: AtomExpr (VarAtom (CompositDict (AtomExpr (VarAtom (DictVar "Prelude.[]" "Prelude.Show"))) [AtomExpr (VarAtom (TermVar "Prelude.[]%I.show.DARG0"))]))
$$}

CodeGen にて、genAtomExpr は対処、最後は、OLshow にて CompositDict をハンドリングできるようにする。

現状の OLshow:

$$<pre>{
    public static class OLshow implements LambdaForm {
     public int arity(){ return 1; }
     public Expr call(AtomExpr[] args){
      Dict_36_Prelude_46_Show d = (Dict_36_Prelude_46_Show) RTLib.extrDict(args[0]);
      Expr t0 = d.mkshow();
      return t0;
     }
    }
$$}

CodeGen を改造し、次のような OLshow を吐くようにした：

$$<pre>{
    public static class OLshow implements LambdaForm {
     public int arity(){ return 1; }
     public Expr call(AtomExpr[] args){
      Expr t0;
      if (args[0].a instanceof CompositDict){
        Dict_36_Prelude_46_Show d = (Dict_36_Prelude_46_Show) RTLib.extrDict(((CompositDict) args[0].a).d);
        AtomExpr[] ds = ((CompositDict) args[0].a).ds;
        Expr t1 = d.mkshow();
        t0 = RTLib.mkApp(t1, ds);
      } else {
        Dict_36_Prelude_46_Show d = (Dict_36_Prelude_46_Show) RTLib.extrDict(args[0]);
        t0 = d.mkshow();
      }
      return t0;
     }
    }

    public static Expr mkshow(){
      Expr t0 = RTLib.mkFun(new OLshow());
      return t0;
    }
$$}

これで（いまのところ）期待どおりの動作をするようになった。

ただ、tqd.hs や printstring.hs では次のようなエラーがでる。こころあたりはあり。

$$<pre>{
$ ./tcheck testcases/printstring.hs 
# 1. test-compile
source file: testcases/printstring.hs
dst dir: /printstring
doCompile ... done.
implicitPrelude ... done.
doCompile ... bunnyc: src/DictPass.hs:(220,18)-(227,65): Non-exhaustive patterns in case
$$}

⇒ かなりその場限りの書き方だが対処。printstring.hs、tqd.hs, tqd2.hs ともにエラーはしなくなった。

つぎに、lib/Prelude.hs における Show [a] の定義をまともにしよう。

ひとまず、[Char] 以外に対応、showils.hs は通した ⇒ sample163.hs

shoswPrec や showList をもちいたトリックは、まだ理解できていないのと、
そのままやってみたらエラーしたので要継続。

### 2020-05-03

[045](bissue045) の 2020-05-01 の対処、および、[052](bissue052) により、
Show [a] 定義を Haskell 2010 report 方式に書き直すことができるようになった。

まだ、いくらか問題を回避しつつだが、printstring.hs、tqd.hs, tqd2.hs  が通るようになったので、本件はクローズとする。

保留、または、回避中の問題：

- Show Char において、showLitChar などエスケープ未対応 ⇒ [053](bissue053)
- showl "" など、String Literal パターンがエラーする ⇒ [054](bissue054)
- Int, Integer ともに showList のデフォルト実装ではエラーするため、各々記述 ⇒ [055](bissue055)