今そこにある“DSL”

第1回 DSLとは?

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第1回目は,DSLの基本的な概念について説明します。

DSL概要

DSL(Domain Specific Language)は,ドメイン固有言語と訳されてます。DSLは,Java,C#などの汎用言語とは違い,ある特定の種類の問題に特化したコンピュータ言語です。

今回の連載では,DSLの世界を解き明かします。そして,実際にDSLをつくることで,よりDSLの理解を深め,「用法・用量を守って使える」ようになるのが,今回のゴールです。

DSLの必要性

なぜ,DSLを学ぶ必要があるのでしょうか。

Ruby on Railsの登場以降,メタプログラミングという言葉を良く聞くようになりました。メタプログラミングというと,マクロ,コードの自動生成,テンプレートを上げることができます。

DSLは,メタプログラミングで使われます。メタプログラミングは,一般的なプログラムとはまったく違った方法をとっているので,その概念,仕組みを知る必要があります。

メタプログラミングとは,ロジックを直接コーディングするのではなく,あるパターンをもったロジックを生成する高位ロジックを定義する方法のこと。主に対象言語に埋め込まれたマクロ言語によって行われる。

wikipedia: メタプログラミングより引用

メタ(meta-)とは,「高次な―」「超―」「―間の」「―を含んだ」「―の後ろの」等の意味の接頭語。ギリシャ語から。

wikipedia: メタより引用

メタプログラミングについて

実際に例を挙げてメタプログラミングの説明をします。

CSV(Comma-Separated Values)形式のファイルを読み込み,プログラム内部にデータを保持するプログラムを作ることを考えてみます。

CSVファイルの仕様は,1行目に列名,2行目以降にデータが記述されてます。列はid,first_name,last_name,emailとします。

リスト 内部DSLの利用例(Ruby)

attr_reader    :id, :age
attr_writer    :name
attr_accessor  :color
(1)一般的なプログラム:
a.メンバ変数に値を保持する方法
  • 処理 :CSVの列名と一致するメンバ変数に,取得したデータを設定する。
  • 問題点:メンバ変数である,「id, first_name, last_name, email」 をハードコーディングすることになるため,列の増減,列名の変更がある度にプログラムを修正する必要がある。汎用性に欠け,ある特定のCSVファイルの読み込みしか出来ない。
b.ハッシュ(連想配列)に値を保持する方法
  • 処理 :CSVの列名をキー(文字列型)にし,値をペアにして値を保持する。
  • 問題点:プログラムで自動的にキーを付け,値をペアにして格納しているので,一見良さそうですが,値を取得するときにハッシュのキーが文字列であるため,要素名として直接データにアクセスすることができない,という問題がある。
(2)メタプログラミング:

一般的なプログラムでは実現することができなかった次の2つの点を実現することができます。

  • a.プログラムの再利用
  • b.データを自然な形で扱えるようにする

つまり,DSLを作ることで「プログラムを生成するプログラムを書く」ことが容易に解決できます。

まず,プログラムを生成する仕様を決めます。クラス名は,ファイル名から取得します。要素名(フィールド)は,1行目に記述されている列名から取得します。このプログラムを動的に生成します。動的に生成されたプログラムにアクセスすることで,CSVファイルから取得したデータにアクセスすることが可能になります。

しかし,このプログラムは,CSVファイルからデータを取得し,提供することのみを解決してくれます。これが,DSL(ドメイン固有言語)と言われる所以です。この例のDSLは,一般的に内部DSLもしくは組み込みDSLと言われてます(後述「内部DSLと外部DSL」を参照)。

この例を作る際に参考にしたのが,Ruby on RailsのActiveRecordです。

図1 一般的なプログラミングとメタプログラミングの違い

図1 一般的なプログラミングとメタプログラミングの違い

著者プロフィール

原陽亮(はらようすけ)

Computer Programmer,Software Designer,Lifehacker。

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