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俺たちのPHPの
型システムはすごいぞっ！
スー
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自己紹介
テックリード
／ Suguru Ohki
スー
TechTrainのエンジニア1人目。
技術を反復横跳びしていますが、前より抑えられています・・・！
趣味: サウナ、お酒
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Agenda
そもそも型システムって何？
型の周辺知識
PHPが採用している型システム
PHPの型の歴史
PHPの型システムのココがすごいぞっ！
まとめ
他の言語が採用している型システム
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00 そもそも型システムって？
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プログラム内の
データ
式
に 型 （ デ ー タ の 種 類 や 性 質 ） を 割 り あ て そ れ ら の 使 用 を 規 定 す る ル ー ル
の集合
型システムの定義とは？
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型システムで何ができるか？
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型システムで何ができるか？
エラーの早期発見
コードの自己文書化
APIの設計と使用のサポート
そのほか
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エラーの早期発見
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エラーの早期発見
d e c l a r e ( s t r i c t _ t y p e s = 1 ) ; じ ゃ な い 時 は
ど う す る の か っ て ？ 知 ら ん 知 ら ん
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コードの自己文書化
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コードの自己文書化
a r r a y の 中 身 に つ い て は 不 問 と し ま す ! ( 震 え 声 )
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API の設計とサポート
a r r a y の 中 身 に つ い て は 不 問 と し ま す ! ( 震 え 声 )
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そのほか
リ フ ァ ク タ リ ン グ の 支 援
型 情 報 を 利 用 し て 、 安 全 に コ ー ド を 変 更 で き
ま す 。
I D E や ツ ー ル が 型 情 報 を 使 用 し て 、 関 連 す る
部 分 の 自 動 更 新 を 提 案 可 能
パ フ ォ ー マ ン ス の 最 適 化
コ ン パ イ ラ ー が 型 情 報 を 使 用 し て 、 最 適 化 さ
れ た 機 械 語 コ ー ド を 生 成
P H P の 場 合 、 J I T コ ン パ イ ラ が よ り 効 率 的 な
コ ー ド を 生 成 で き る 可 能 性 あ り
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01 型の周辺知識
型推論・型付け・型宣言・型推論
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名前的 or 構造的
Nomi nal type system(公称型)
1 .
Structural Typi ng(構造型)
2 .
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名前的 or 構造的
1.Nominal type system
FooとBarの名前が異なる
→エラーとなる
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名前的 or 構造的
2. Structural Typing
FooとBarの構造が同じ
→エラーとならない
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強い型付け・弱い型付けって何？
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強い型付け・弱い型付けって何？
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強い型付け・弱い型付けって何？
1.強い型付け
型が異なるときエラー
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強い型付け・弱い型付けって何？
2.弱い型付け
型が異なるとき
* 暗黙的変換
* Warningを出す
言語によって対応が異なる
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強い or 弱い / 動的 or 静的
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型宣言って何？
計算で扱う数値、計算結果の表示の型or形式を決めること
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PHPにおける型宣言って何？
関数のパラメータ
戻り値
クラスのプロパティ (PHP 7.4.0 以降)
に対して型を宣言
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型宣言って何？
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型宣言って何？
PHPの型宣言の場合、ちょっとした注意もあって。
スカラー型( bool , i nt , fl oat , stri ng ) のエイリアスは
サポートされていません
例として bool -> bool ean を取り扱います。
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型宣言って何？
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型宣言って何？
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型宣言って何？
実は書いてある・・・！
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型推論って何？
変数や関数シグネチャの型を明示的に宣言しない場合周辺
情報および文脈などから自動的に（暗黙的に）各々の型を
決定する機構
変数宣言における初期化のための初期値
関数呼び出しにおける実引数
etc. . .
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型推論って何？
変数や関数シグネチャの型を明示的に宣言しない場合周辺
情報および文脈などから自動的に（暗黙的に）各々の型を
決定する機構
変数宣言における初期化のための初期値
関数呼び出しにおける実引数
etc. . .
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型推論って何？
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型推論って何？
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型推論って何？
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型推論って何？
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型推論って何？
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02 PHPが採用している
型システム
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採用アルゴリズム
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採用アルゴリズム
部分型の関係を満たしつつ
(behavi ral subtypi ng)
名前ベースで一致を調べる型システム
(nomi nal type system)
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採用アルゴリズム
部分型の関係を満たしつつ
(behavi ral subtypi ng)
名前ベースで一致を調べる型システム
(nomi nal type system)
わ か ら ん
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behavi ral subtypi ng
サブタイプ（派生クラス）は、そのスーパータイプ（基底ク
ラス）の代わりに使用できるべきである。
1 .
サブタイプは、スーパータイプの振る舞い（メソッドの契約）
を維持しなければならない。
2 .
サブタイプは、スーパータイプの事前条件を強化してはなら
ず、事後条件を弱めてはならない。
3 .
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behavi ral subtypi ng
Dog,Catクラスは、Animalの代わりに使用できるべき
1 .
Dog,Cat は、Animalの振る舞い（メソッドの契約）を維持
しなければならない。
2 .
Dog,Cat は、Animalの事前条件を強化してはならず、事後
条件を弱めてはならない。
3 .
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
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behavi ral subtypi ng
Dog, Cat, Bird クラスはすべて Animal インターフェース
を実装しているため、Animal 型を期待する場所で使用でき
ます。
1 .
すべてのサブクラスが makeSound と move メソッドを実
装しており、Animal インターフェースの契約を守っていま
す。
2 .
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behavi ral subtypi ng
3. 事前条件と事後条件：
makeSound メソッドは、すべてのサブクラスで同じ事前条
件（引数なし）と事後条件（文字列を返す）を持っていま
す。
move メソッドも、すべてのサブクラスで同じ事前条件（整
数の距離）を持っています。ただし、Bird クラスでは移動距
離が2倍になっていますが、これは事後条件を強化している
ため、Behavioral subtypingの原則に違反していません。
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behavi ral subtypi ng
4. 型の一貫性：
クライアントコード（makeAnimalSound と
moveAnimal 関数）は、具体的な動物の種類を知る必要が
なく、Animal インターフェースに依存しています。これに
より、新しい動物のクラスを追加しても、既存のコードを変
更する必要がありません。
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採用アルゴリズム
部分型の関係を満たしつつ
(behavi ral subtypi ng)
名前ベースで一致を調べる型システム
(nomi nal type system)
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繰り返しになりますが、
名前ベースのアルゴリズ
ムです
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名前的 or 構造的
1.Nominal type system
FooとBarの名前が異なる
→エラーとなる
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03 他の言語が採用している
型システム
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Python
型ヒントシステムPEP484にて定義されている
1 .
型推論制約ベースの推論アルゴリズムが使用されており、
Hindley-Milner型推論の変化型？っぽいかもしれません
2 .
型チェック自体は、言語内に取り込まれている
3 .
静的型チェックのライブラリ: mypy
4 .
抽象構文木(AST)を走査して型の整合製をチェック
a.
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Python
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Ruby
DuckTypingを利用。型の解析は、完全に外部へ出している
1 .
Sorbetは、制約解決アルゴリズムを使用して型推論を行う
2 .
型の関係を制約として表現し、制約を満たす型の割り当て
を見つけるアプローチをとっている
a.
Ruby3.0からは公式がサポートする型の定義が利用できる
RBSが導入されている
3 .
作者のMatzさんは型宣言やTypeHintを入れる想定がな
く、型推論が充実すれば必要なくなることを想定している
4 .
実際のコードに対して型情報を付加しても本番コードを変更
する必要がない
5 .
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Ruby
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Rust
型システム: Hindly-Milner型推論?をベースとしたアルゴ
リズムが利用
1 .
所有権とライフタイムの概念をアルゴリズムに対して拡張し
て実装されている
2 .
借用チェッカー: 参照の有効性をコンパイル時にチェック
3 .
トレイトベースのジェネリクス: インターフェースとジェネ
リクスを組み合わせた柔軟な抽象化が可能
4 .
代数的データ型: エニュームを使用して複雑なデータ構造を
表現できる
5 .
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Rust
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TypeScri pt
型システム: Structural Subtyping
1 .
型推論システム: Hindly-Milner型推論?をベースとしたア
ルゴリズムが利用
2 .
型推論：多くの場合、明示的な型注釈がなくても型を推論
3 .
ジェネリクス: 型パラメータを使用して、再利用可能な型定
義を作成できる
4 .
型ガード：
5 .
実行時の型チェックと静的型システムを連携させることがで
きます。
6 .
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TypeScri pt
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04 PHPの型の歴史
追加されてきた機能を紹介
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PHP4系
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PHP5系: クラスとインターフェースの型ヒント
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PHP7系: スカラー型のヒント
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PHP7系: nul l 許容型
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PHP7系: voi d戻り値型
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PHP7系: stri ct mode
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PHP8系: Uni on型
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PHP8系: Uni on型
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PHP8系: Mi xed型
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PHP8系: stati c型
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PHP8系: インターセクション型( 交差型)
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PHP8系: 読み取り専用のプロパティ
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PHP8系: Enum型
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PHPの型でまだサポートが弱い箇所
array
1 .
型の相互変換
2 .
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05 PHPの型システムの
ココがすごいぞっ！
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強い型付けと弱い型付けのどちらも可能
強い型付けと弱い型付けはどちらかのみサポートされている
ケースが多い
1 .
弱い型付け時代に利用されていた外部ツール(Phpstanなど)
の静的解析のサポートなどが強い
2 .
これらの型推論を助けたりするツールについては、Ruby
も強い。連携性についてはむしろRubyの方が良いと言っ
ても良い。公式で出しているし・・・w
a.
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言語に対するTypeHi ntなどの取り入れ方
型システムの強化という意味で、型の定義自体を言語に取り
入れているところは少ない
1 .
最近の特に今まで型のサポートが弱かった言語や動的言語の
トレンドは外部に用意した型定義を読み込んで推論によって
開発体験を向上させるといったアプローチが多い
2 .
Ruby: Sorbet, RBS(言語外)
a.
JavaScript: TypeScript
b.
Python: typing module(言語内)
c .
今後も硬くかけるようになっていくっぽい
3 .
→ここに実際のソースコードの処理部分を入れることにする
4 .
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型システムの強化という意味で、型の定義自体を言語に取り
入れているところは少ない
1 .
最近の特に今まで型のサポートが弱かった言語や動的言語の
トレンドは外部に用意した型定義を読み込んで推論によって
開発体験を向上させるといったアプローチが多い
2 .
Ruby: Sorbet, RBS(言語外)
a.
JavaScript: TypeScript
b.
Python: typing module(言語内)
c .
今後も硬くかけるようになっていくっぽい
3 .
言語に対するTypeHi ntなどの取り入れ方
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06 まとめ
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まとめ
PHPはだんだんと硬い言語になりつつある
1 .
strict_typesがもっと便利になる可能性あり？declineされ
ちゃったけど。
2 .
今年日本にも来られたGinaさんをはじめとしたCommiterの
方々の偉業により、型安全性を高める動きが進んでいくは
ず！（色々コミュニティとして貢献していきたいところ）
3 .
強い型付けと弱い型付けどちらもあるのはやっぱすごい。
4 .
内部の命名からも今後はもっと硬くしていくつもりっぽい
5 .
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ご清聴ありがとう
ございました！
時間があれば、余談に続く
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07 余談
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余談1: Gener i cs
Generics
1 .
言語に取り入れるRFCが実はあるが、動いてない
a.
https://wiki.php.net/rfc/generics (Draft)
i .
https://github.com/PHPGenerics/php-
generics-rfc/issues/45
ii .
https://github.com/nikic/php-src/pull/3
iii .
phpstanやmrsuh/php-genericsといったライブラリで
現在は取り入れられていることが多いですよね！
b.
2 .
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余談2: まだまだPHPの型の怪しいところ
型の相互変換(TypeJuggling)
型の機能自体が 値の型そのものを見ているわけではなく、
値の内容が目的の型に変換できるかどうかでみている
a.
受け入れられると型変換されると言った性質を持つ部分が
あるため、このようなことが結構おきる
b.
日本に来てGina Peter Banyard(Girgias)さんがLTをし
てくださった際にもTypeJugglingには言及されていて、
安全に型が使えるようにRFCを出してくださることが多い
c .
swisskyrepo/PayloadsAllTheThings にも例がある
d.
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余談3: 実はt ypeに優先順位がある
え？typeに優先順位なんてあんの？と思いましたw
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余談4: 型システムを調査で便利だったもの
調査の時に全くわからない分野だったので、色々使ったりしたの
ですが、本日リリースされたClaudeが一番わかりやすく、詳細
な調査結果を的確に出力していました。
ChatGPTよりも体験と精度はこの分野においては良かったの
で、試してみると良いかなと思いました！