# 107: ~ について調べる
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- issued: 2020-06-07
- 分類： D （要調査）
- status: Open

## 概要

The language report では、unzip は次のように定義されている。
ここの $<verb>{~} はなんだったかな？

$$<pre>{
unzip            :: [(a,b)] -> ([a],[b])  
unzip            =  foldr (\(a,b) ~(as,bs) -> (a:as,b:bs)) ([],[])
$$}

## 調査ログ
## 2021-11-01

Haskell 2010 [3.17.2 Informal Semantics of Pattern Matching](https://www.haskell.org/onlinereport/haskell2010/haskellch3.html#x8-220003)
に、irrefutable pattern (不可反駁パターン) と refutalbe pattern (可反駁パターン) 
に関する記載がある。以下はそこに書かれている内容の一部を訳したもの。
この記述のあとに、refutable / irrefutable パターンマッチングの例もある（のでみておこう）。

irrefutable pattern のマッチングは non-strict であり、マッチ対象の値が ⊥ であってもマッチする。refutable pattern のマッチングは strict であり、マッチ対象が ⊥ のときにはマッチは発散 (diverge) する。

irrefutable パターンは以下：

- 変数
- ワイルドカード
- N apat で、N が newtype 定義される構築子であり、かつ apat が irrefutable
- var@apat で apat が irrefutable
- ~apat

irrefutable pattern については、「Haskell 入門」の p.59 に「反駁不可能パターン ~」
というそのものずばりのセクションがある。

まず、refutable な例：

$$<pre>{
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ cat refutablepat.hs 
main = print $ case undefined of (_, _) -> True
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ runhaskell refutablepat.hs 
refutablepat.hs: Prelude.undefined
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at libraries/base/GHC/Err.hs:78:14 in base:GHC.Err
  undefined, called at refutablepat.hs:1:16 in main:Main
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ ~/prj/bunny/compiler/bin/bunny testrun refutablepat.hs 
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/refutablepat --xno-implicit-prelude /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib/Prelude.hs
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/refutablepat --xlibrary-path /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib refutablepat.hs
error: Prelude.undefined
$$}

これは期待通りの動作といえる。

つぎに、irrefutable な例：

$$<pre>{
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ cat irrefutablepat.hs
main = print $ case undefined of ~(_, _) -> True
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ runhaskell irrefutablepat.hs
True
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ ~/prj/bunny/compiler/bin/bunny testrun irrefutablepat.hs
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/irrefutablepat --xno-implicit-prelude /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib/Prelude.hs
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/irrefutablepat --xlibrary-path /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib irrefutablepat.hs
bunnyc: removeInfix :LazyPat (TupleExp [Just WildcardPat,Just WildcardPat])
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at src/Rename.hs:133:21 in main:Rename
CallStack (from -prof):
  Rename.scanDecls.removeInfix (src/Rename.hs:(103,5)-(133,53))
  Rename.scanDecls.scanValueDecl2 (src/Rename.hs:(35,5)-(88,33))
  Rename.scanDecls (src/Rename.hs:(28,1)-(322,64))
  Rename.renExp (src/Rename.hs:(861,1)-(1024,66))
  Rename.renRhs (src/Rename.hs:(810,1)-(835,52))
  Rename.renDecls.renDecl (src/Rename.hs:(631,5)-(645,50))
  Rename.renDecls (src/Rename.hs:(583,1)-(645,50))
  Semant.renProg (src/Semant.hs:(21,1)-(52,11))
  Main.doCompile.(...) (app/Main.hs:83:7-70)
  Main.doCompile (app/Main.hs:(77,1)-(114,33))
  Main.main (app/Main.hs:(117,1)-(132,42))
testrun: failed to compile irrefutablepat.hs
$$}

こちらは、~pat のリネームが未対応でコンパイルがこけた。

つぎに、「Haskell 入門」にはない irrefutable の例で var パターンを試してみる：

$$<pre>{
$ cat irrefutable2.hs 
main = print $ case undefined of x -> True
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ runhaskell irrefutable2.hs 
True
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ ~/prj/bunny/compiler/bin/bunny testrun irrefutable2.hs 
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/irrefutable2 --xno-implicit-prelude /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib/Prelude.hs
/home/unno/prj/bunny/compiler/bin/bunnyc -d ./jout/irrefutable2 --xlibrary-path /home/unno/prj/bunny/compiler/bin/../lib irrefutable2.hs
True
$$}

これも期待通り。

今後は、まず、仕様にある irrefutable パターンのすべてのケース（上に箇条書きで書いてあるもの）について、undefined に対してもマッチすること、および、マッチしない値を与えたときにエラーすることを確かめるテストプログラム群をまず書いてから継続調査しよう。

※ irrefutable pattern が fail する例

$$<pre>{
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107
$ cat irrefutablepat_fail.hs
main = print $ case (1, 1) of ~(x, 0) -> x
unno@unno-FMVD70GN7G ~/work/bissues/107 
$ runhaskell irrefutablepat_fail.hs
irrefutablepat_fail.hs: irrefutablepat_fail.hs:1:16-42: Non-exhaustive patterns in (x, 0)
$$}