名前と名前表

ID

メソッドやクラス、変数などインタプリタの中にはいろいろなところで名前を扱う必要がある。だが名前を文字列で持っているとそれだけでもメモリを食うし、生成・解放がつきまとうので非常に扱うのが面倒になる。それで Ruby の内部では名前を扱う時には文字列ではなく文字列と一対一に対応する「ID」を使う。

ID は unsigned int (ruby.h) で、文字列から ID への変換は parse.y にある rb_intern() で行う。やっていることはわりと単純で、Ruby で書けば次のようなコードで表せる。

@sym_tbl = {}
@last_id = 0

def rb_intern( str )
  id = @sym_tbl[str] and return id
  @last_id += 1
  @sym_tbl[str] = @last_id
  @last_id
end

実際には @sym_tbl はファイルスタティック、@last_id は関数スタティックの変数だ。

基本はこうなのだが、一部の文字列、たとえば $ や @ が先頭につく文字列は各所でそれと判別する必要が出てくるので、特別に高速化の工夫がされている。 ID の下位 3 ビット(8 通り)がそのためのフラグに使われていて、その内訳は以下のよう。

#define ID_LOCAL    0x01
#define ID_INSTANCE 0x02
#define ID_GLOBAL   0x03
#define ID_ATTRSET  0x04
#define ID_CONST    0x05

(parse.y)

ID_ATTRSET は「page=」のように最後がイコールになっている文字列だ。このタイプの ID は、最後の「=」を除いた文字列の ID に ID_ATTRSET をセットしたものになる。ようするに、「any」の IDと「any=」の ID は機械的に変換できる(rb_id_attrset)。

また、演算子 ("+"や"-") は特別扱いで、yaccが決めた定数になる。yacc が決める定数は、一文字のシンボルに対してはその文字コードそのままで、その他のシンボルには 256 から登場順に振られる。これを利用して、実際には使われないトークン LAST_TOKEN を最後に定義しておき、Ruby が独自に決める ID はその次の値から使うようになっている。

ちなみに ID は Ruby レベルでは Symbol で表されて、シンボルは :symbol や 'symbol'.intern で得られるのだった。intern のほうは string.c にあるのでついでに見てみよう。

static VALUE
rb_str_intern(str)
    VALUE str;
{
    ID id;

    if (strlen(RSTRING(str)->ptr) != RSTRING(str)->len)
	rb_raise(rb_eArgError, "string contains `\\0'");
    id = rb_intern(RSTRING(str)->ptr);
    return ID2SYM(id);
}

(string.c)

ID2SYM は int を Symbol に変換するマクロ。1.4 以前はこれが INT2FIX だった。Symbol も特殊なオブジェクト形式をしているのだが、その詳細についてはオブジェクトの章を参照のこと。

st.c

インタプリタでは名前が多く出てくるが、名前があるならそれに対応する値もなくてはいけない。その対応はいろいろな形式で表せるだろうが、Ruby ではこれにハッシュを使っている。その実装が st_table である。このライブラリの詳しい解析はしないが、簡単なリファレンスだけつけておく。

int st_insert(st_table *table, char *key, char *value): ハッシュに key と value の組を追加する。古いライブラリなので void* のかわりに char* を使っている。
void st_add_direct(st_table *table, char *key, char *value): st_insert() と似ているが、同じハッシュ値を持つエントリーに対する「同値検査」を省略する。key がまだ登録されていないことがはっきりしている場合には、少し高速に登録できる。
int st_lookup(st_table *table, char *key, char **value): key に対応する値をみつけて value にポインタを書きこむ。返り値は見つかったかどうかの真偽値。
int st_is_member(st_table *table, char *key): key が table に登録されているかどうか調べる。
void st_foreach(st_table table, enum st_retval (*func)(), char *arg): Hash#each,delete_if などの実体。ハッシュ内の全てのキーと値、arg を引数にして、func を実行する。func の返り値 enum st_retval は ST_CONTINUE ST_STOP ST_DELETE のどれか。どれも見ためどおりの働きをする。
int st_delete(st_table *table, char **key, char **value),: *key に対応する値をテーブルから削除し、*key、*value に登録時のキーと値を書きこむ。返り値は削除したかどうか。
int st_delete_safe(st_table *table, char **key, char **value, char *never): st_delete() と似ているが、その場ですぐに削除するのではなく never を書きこんでおく。st_cleanup_safe() で本当に削除できる。 Ruby では never には Qundef を使う。
void st_cleanup_safe(st_table table, char *never): never と同じ値を持つエントリーを削除する。
st_table *st_init_table(struct st_hash_type type), ..._with_size(): st_table を作成する。_with_size はサイズを指定して生成する。 struct st_hash_type はハッシュ値を得る関数と、同値判定を行う関数を持つ
st_table *st_init_numtable(), ..._with_size(): int のハッシュを作成する。 st_init_table() に int 用の操作関数を渡しているだけ。
st_table *st_init_strtable(), ..._with_size(): 文字列用のハッシュを作成する。 st_init_table() に文字列用の操作関数を渡しているだけ。
void st_free_table(st_table *table): table を解放する。キー、値は解放されない。
st_table *st_copy(st_table *old_table): Hash#dup の実体。 old_table と同じ内容の st_table を新たに作成して返す。