ブロックにラベルを付けて指定したブロックから脱出できるようにする

[takejohn]

#276 (comment) で言及されている、Common Lispでいうreturn-fromのように、ブロックにラベルを付けて指定されたブロックから脱出できる構文を追加したい。

前提issue

以下のissueが解決されることが前提

• ラッパーとしてのreturn,break,continueが残ってしまっている #237
• 相談：returnを含むifやevalの扱いについて #276

構文案

• ラベルを付けたいブロック(eval, if, match, loop, for, each)の前に#のような記号, ラベル名, :を前置する。(#label: eval { ... })
  • 記号を前置するのはreturn文で値とラベルを区別したり解析を楽にするため
  • :はいらないかも(#label eval { ... })？
• ラベルは変数と別の名前空間(ラベルと変数で同じ名前が使用されてもエラーが出ないよう)にするが、予約語の使用を禁止する。
  • ただし、fn, eval, if, match, loopは例外で、定義はできないが参照はできる。
• ラベルfn, eval, if, match, loopはそれぞれ最も内側の関数、eval式、if式、match式、ループ構文(loop, for, eachを含む)を指す。
• ラベルが省略されたreturn vはreturn #fn v、continueはcontinue #loop、breakはbreak #loopと同等に扱う。
• return文で脱出されたブロックの評価値はreturn文に指定された値となる。
• break文で脱出されたブロックの評価値はnullとなる。
• continueの参照するラベルがループ構文を指していないと文法エラーになる。

#label: loop {
    break #label
}

@f() {
    let a = eval {
        return #eval 1
    }
    return a + 1
}
<: f() // => 2

@g() #label: {
    [1, 3, -2].map(@(v) {
        if v < 0 { return #label null } else { `{v}` }
    })
}
<: g() // => null

[takejohn]

関数の中から外へジャンプするのは静的に整合性を解析できないから実装できなさそう

@f() {
    return #label null // どこの#label?
}

#label: eval {
    f()
}

returnは関数から値を返す機能だけにして、関数にもラベルを付けられないようにし、
breakが値を返せるようにしたい

let a = eval {
    break #eval 1
}

繰り返し処理も式にしたら使うことがあるかも？

let a = [1, 3, -2]
let b = each let e, a {
    if (b < 0) break e
}
<: b // => -2

[FineArchs]

breakでループ式から値を返せるというのは面白いですね。

ラベル付きreturnの静的な整合性解析は、恐らく出来ないこともないとは思います。
大雑把に言えば、関数型の返り値の情報にラベル付きreturnの情報も含め、ラベル付きreturnのある関数を呼び出す関数はその情報を引き継ぐ、というような実装が可能ではないかと考えています。
ただ、それをするのならそのようなreturnはむしろthrowと呼ぶべきですね。

[takejohn]

#90 があったわ

[takejohn]

ループ構文を式にして、breakが値を返すようにすると

for 1 break + 1

が

for 1 {
    break +1
}

なのか

(for 1 { break }) + 1

なのかわからない問題……

[FineArchs]

今のパーサだと

(for 1 { break }) + 1

で読まれそう？そういう仕様にしちゃってもいいかも知れない

[FineArchs]

いや先読みするからfor 1 { break +1 }の方になるか

[takejohn]

if false 1 + 1

が(if false { 1 }) + 1じゃなくてif false { 1 + 1 }だからfor 1 { break +1 }でよさそう

ひょっとするとif falseやfor 1を前置演算子として見て、どの演算子よりも弱いレベル(||の下)とするといい感じに実装できたり……？

[takejohn]

do break while false
//       ^
// このwhileはdo-while式
// do { break } while false

do break while false break while false
//       ^
// このwhileはbreakが返すwhile式
// do { break (while false { break })} while false　

これはパースが地獄になりそう

[takejohn]

もうbreak文の構文は

Break = "break" ["#" IDENT Expr]

にするか
ラベルがついているときは式が必須になる

[FineArchs]

逆に式を返すならラベル必須にもなる？

[takejohn]

逆に式を返すならラベル必須にもなる？

そうですね

とか考えてたらやっぱりbreakは値を返さないようにしてreturnを値を返すbreakとしても使えるようにするのがいいかもしれない……

[salano-ym]

do-while自体whileの前置後置が混在して曖昧さが避けにくいので{}を必須にするという手もあると思います。

[takejohn]

do-while自体whileの前置後置が混在して曖昧さが避けにくいので{}を必須にするという手もあると思います。

その場合if false 1 + 1なども曖昧性をなくしたいのでparseBlockOrStatementをparseBlockに置き換えたいですね
if, match, each, for, do-while, whileに影響が出て動かなくなるコードが多そうだけど文法が分かりやすくなると思います

[FineArchs]

今更で申し訳ないんですが、文法の厳格化はユーザー離れを引き起こすイメージがあるんですよね。なので個人的には慎重になりたい。
スペース区切りの廃止（ #402 ）にもちょこちょこ悲しみの声が聞こえていて、このまま文解釈の一意化に突っ走っていいのか、パースの優先順位を定めて解決するならそちらの方がいいんじゃないか、という気持ちがあります。

[takejohn]

波括弧の必須化やbreakが値を返す構文の実装は見送るか

[FineArchs]

breakが返す値には括弧必須にするとか…？

[FineArchs]

パースの優先順位を定めて解決するならそちらの方がいいんじゃないか

この視点で言うなら、「breakまたはbreak #labelに続くExprの塊を返す」という仕様に決めてしまって特に小細工せず実装するのがいいです

[salano-ym]

break #labelに関しては:の有無で区別が付くので構文上の曖昧さは無いと思います。

[salano-ym]

ただdo-whileについては構文の曖昧さから優先順位だけでは意図しないor分かりにくいエラーになるリスクが高いように思うのでそこの配慮は必要かと思います

[FineArchs]

そういうのはLinterやFormatterを作ってそっちに任せるべきだと思います。
厳格さは好む人と好まない人がいるので

[salano-ym]

do-whileと式化したwhileの相性が悪さが構文の曖昧さ(≠柔軟さ)の原因になっていて、構文エラーになっても原因が分かりにくく、今後の言語拡張の障害になる可能性もあるのでそのまま実装はしたくないです。

do break #label while cond

と書いたときに表示されるエラーがunexpected token: NewLineだと、構文について詳しくないとどう改善すべきか分かりません。
while式や値を取るbreakは一般的ではないので、これを「breakに渡すwhile式になっていて本体が無いのが原因」と気付くのは難しいと思います。

そういうのはLinterやFormatterを作ってそっちに任せるべきだと思います。

aiscriptの用途的に外部ツールの使用を期待するのがいいとはあまり思いません。

[takejohn]

do-whileについては0.19.0になかった構文だし括弧必須化しても影響は大きくない気がする

[FineArchs]

do-whileについては0.19.0になかった構文だし括弧必須化しても影響は大きくない気がする

確かに

[takejohn]

ループ構文を式にするのはやめて、
breakで値を返せるのはもとより式であるevalとif、matchだけで十分かも

do break while false
// do { break } while false

#label: eval { do break #label eval { while false break } while false }
// #label: eval { do { break #label (eval { while false break }) } while false }

[FineArchs]

evalは覚えてないですが、ifとmatchはそもそもbreakに反応しないはずです（if xx breakのような書き方ができなくて不便になるため）

[takejohn]

evalは覚えてないですが、ifとmatchはそもそもbreakに反応しないはずです（if xx breakのような書き方ができなくて不便になるため）

分かりづらくてすみません
もともとevalとif、matchが式であることと、
新しい機能としてこれらの式にbreakで値を返せるようにしたいってことです

[FineArchs]

そうすると後でループ式も値を返せるようにしたくなった時に

let v = while (true) {
  if cond break value`
}

のようなことができなくなって困ると思います。
値を返せるようにするのであれば別の表現にしたいです。

[takejohn]

そうすると後でループ式も値を返せるようにしたくなった時に

let v = while (true) {
  if cond break value`
}

のようなことができなくなって困ると思います。 値を返せるようにするのであれば別の表現にしたいです。

私の案ではeval式からのbreakはラベルの指定が必須なので、その問題はないと思います

[takejohn]

現状の構文案をまとめるとこんな感じです。
考慮漏れなどがあれば指摘お願いいたします。

• ラベルを付けたいブロック(eval, if, match, loop, while, do-while, for, each)の前に#のような記号, ラベル名, :を前置する。
  例:

  #label: eval { null }

• ラベルは変数と別の名前空間(ラベルと変数で同じ名前が使用されてもエラーが出ないよう)にするが、予約語の使用を禁止する。
• ラベルが省略されたcontinue文やbreak文は最も内側の繰り返し処理(loop, while, do-while, for, each)から脱出する。そのような繰り返し処理スコープの中でなければ文法エラーになる。
  例:

  while true { break }

  文法エラーとなる例:

  eval { break } // unlabeled break must be inside for / each / while / do-while / loop

• ラベルが指定されたcontinue文やbreak文は同じ名前のラベルがついたeval, if, match, loop, while, do-while, for, eachのうち、最も近い(内側の)ものから脱出する。
• 値が指定されていないbreak文で脱出されたeval, if, matchの評価値はnullとなる。
• continueの参照するラベルがループ構文を指していないと文法エラーになる。
• eval, if, matchから脱出するbreak文には値を指定できるようにする。それら以外の構文からのbreak文に値が指定されている場合、文法エラーとする。
  例:

  #label1: eval { break #label1 1 }
  
  #label2: eval {
      while true {
          if true break #label2 1
      }
  }

  文法エラーとなる例:

  while true { break 1 } // break corresponding to statement cannot include value

このissueの説明に書いた以下の内容は実装が複雑になりそうだったので抜きました。

• ラベルfn, eval, if, match, loopはそれぞれ最も内側の関数、eval式、if式、match式、ループ構文(loop, for, eachを含む)を指す。
• ラベルが省略されたreturn vはreturn #fn v、continueはcontinue #loop、breakはbreak #loopと同等に扱う。

[takejohn]

追加:

• #とラベル名の間の空白は禁止される。
  文法エラーとなる例:

  # label: eval { null }

  #label: eval { break # label }