Kotlin Contracts #m3kt

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1. Kotlin Contracts 2018-11-07 長澤 太郎

2. 長澤太郎 • @ngsw_taro • Ubie株式会社 ソフトウェアエンジニア • エムスリー エンジニアフェロー •

   日本Kotlinユーザグループ代表

3. 課題: 便利な関数があるのにスマートキャス　　 トできない（Kotlin 1.3より前） val name: String? = user.name if

   (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello, ${name.capitalize()}") }

4. 課題: 便利な関数があるのにスマートキャス　　 トできない（Kotlin 1.3より前） val name: String? = user.name if

   (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello, ${name.capitalize()}") } stdlibの関数

5. 課題: 便利な関数があるのにスマートキャス　　 トできない（Kotlin 1.3より前） val name: String? = user.name if

   (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello, ${name.capitalize()}") } Nullableのため 禁止されている呼び出し

6. 課題: 便利な関数があるのにスマートキャス　　 トできない（Kotlin 1.3より前） val name: String? = user.name if

   (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello, ${name.capitalize()}") } val name: String? = user.name if (name != null && name.isNotBlank()) { println("Hello, ${name.capitalize()}") }

7. Kotlin 1.3 ではスマートキャストが効く！ val name: String? = user.name if (!name.isNullOrBlank())

   { println("Hello, ${name.capitalize()}") } NotNullが保証されてるので 呼び出し可能

8. Contracts（契約） • 契約による設計／契約プログラミング • 事前条件 ◦ 関数を呼び出すための条件を利用者が満たす ◦ 例）型で不正な値を引数に取らせない ◦

   例）require関数などで不正な値が渡ってきたら例外スロー • 事後条件 ◦ 関数を呼び出したあとの状況を関数が保証する ◦ 例）list#addしたらサイズは1増えることを保証する • 不変条件 ◦ オブジェクトが満たすべき状態を維持する ◦ 例）Nameオブジェクトは1字以上20字以下の英字を必ず持つ

9. Contracts（契約） • 契約による設計／契約プログラミング • 事前条件 ◦ 関数を呼び出すための条件を利用者が満たす ◦ 例）型で不正な値を引数に取らせない ◦

   例）require関数などで不正な値が渡ってきたら例外スロー • 事後条件 ◦ 関数を呼び出したあとの状況を関数が保証する ◦ 例）list#addしたらサイズは1増えることを保証する • 不変条件 ◦ オブジェクトが満たすべき状態を維持する ◦ 例）Nameオブジェクトは1字以上20字以下の英字を必ず持つ Kotlin Contractsはここ しかも静的

10. 契約を表明するDSL val name: String? = user.name if (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello,

    ${name.capitalize()}") } inline fun CharSequence?.isNullOrBlank(): Boolean { contract { returns(false) implies(this@isNullOrBlank != null) } return this == null || this.isBlank() }

11. 契約を表明するDSL val name: String? = user.name if (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello,

    ${name.capitalize()}") } inline fun CharSequence?.isNullOrBlank(): Boolean { contract { returns(false) implies(this@isNullOrBlank != null) } return this == null || this.isBlank() }

12. 契約を表明するDSL val name: String? = user.name if (!name.isNullOrBlank()) { println("Hello,

    ${name.capitalize()}") } inline fun CharSequence?.isNullOrBlank(): Boolean { contract { returns(false) implies(this@isNullOrBlank != null) } return this == null || this.isBlank() } falseが返されるとき、この文字列はNotNullであることを意味する

13. 自分の関数にも契約を @ExperimentalContracts fun Any?.isNotNull(): Boolean { contract { returns(true) implies

    (this@isNotNull != null) } return this != null }

14. 自分の関数にも契約を @ExperimentalContracts fun Any?.isNotNull(): Boolean { contract { returns(true) implies

    (this@isNotNull != null) } return this != null } DSL自体は不安定 バイナリ互換は維持される

15. 契約対応している標準関数 kotlin.testも含む • assertTrue • check • require • assertFalse

    • assertNotNull • checkNotNull • requireNotNull 引数がtrueを保証 引数がfalseを保証 引数がNotNullを保証

16. 課題: val変数の初期化が絶対に成功するはず 　　 なのにできない（Kotlin 1.3より前） val x: Int run {

    x = 12345 } println(x) ラムダの中での初期化を コンパイラはわかってくれ ない

17. Kotlin 1.3では「1度だけ呼び出される」契約によ り初期化OK val x: Int run { x =

    12345 } println(x)

18. 契約を表明するDSL val x: Int run { x = 12345 }

    inline fun <R> run(block: () -> R): R { contract { callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) } return block() }

19. 契約を表明するDSL val x: Int run { x = 12345 }

    inline fun <R> run(block: () -> R): R { contract { callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) } return block() }

20. 契約を表明するDSL val x: Int run { x = 12345 }

    inline fun <R> run(block: () -> R): R { contract { callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) } return block() } blockが「ちょうど1度だけ」呼び出される

21. InvocationKind • AT_MOST_ONCE • EXACTLY_ONCE • AT_LEAST_ONCE • UNKNOWN

22. 契約対応している標準関数 kotlin.testも含む • run • with • apply • also

    • let • takeIf • takeUnless • repeat EXACTLY_ONCE UNKNOWN

23. 契約DSLまとめ • contract: 関数の先頭に置く必要がある • returns(): 関数の実行が成功したら... • returns(Any?): 引数の値

    true|false|null を返したら... • returnsNotNull(): NotNullを返したら... • callsInPlace: 引数の関数が呼ばれる回数を保証 contract { callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) } contract { returns(true) implies (arg != null) }

24. 総まとめ • スマートキャストや変数初期化において、面倒なことがあった けどKotlin 1.3で解消された • 契約DSLで契約を表明することでコンパイラに意味が伝わる • 自分の関数に契約DSLを使うことができるが不安定 •

    標準ライブラリ関数で契約DSLを使っているものがあるが安 定 • バイナリ互換あり