Vim のマッピングで Fizzbuzz 問題を解く
この記事は Vim Advent Calendar 2016 19日目の記事です。
締め切りがない世界に行きたいと言いつつ、締め切りがなければ何もしないニート根性の tyru です。メリークリスマス！！(錯乱)
(レジスタ編) Fizzbuzz 問題のコード
以前私はこんなコードを Gist に投稿したことがあります。 パッと見て何をするコードかわかるでしょうか。
" " doit -> -> getchar:{num} -> fizzbuzz:{type} " nmap <expr> doit join(map(range(1, 100), '"<SID>getchar:entry:".v:val."\<Esc>"'),'') nmap <expr> <SID>getchar:entry [setreg('n', '', 'c'), "<SID>getchar"][1] nmap <expr> <SID>getchar:0 [setreg('n', @n.'0', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:1 [setreg('n', @n.'1', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:2 [setreg('n', @n.'2', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:3 [setreg('n', @n.'3', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:4 [setreg('n', @n.'4', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:5 [setreg('n', @n.'5', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:6 [setreg('n', @n.'6', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:7 [setreg('n', @n.'7', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:8 [setreg('n', @n.'8', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:9 [setreg('n', @n.'9', 'c'), "<SID>getchar:"][1] nmap <expr> <SID>getchar:<Esc> "<SID>fizzbuzz:".str2nr((@n%5==0).(@n%3==0), 2) nnoremap <expr> <SID>fizzbuzz:0 "o".@n."\<Esc>" nnoremap <SID>fizzbuzz:1 oFizz<Esc> nnoremap <SID>fizzbuzz:2 oBuzz<Esc> nnoremap <SID>fizzbuzz:3 oFizzBuzz<Esc>
使われてる単語からなんとなく分かる気がしますが、FizzBuzz 問題をなるべく Vim のマッピングのみで解こうとしたコードです。
doit と押すと現在のバッファの次の行に 1 から 100 までの FizzBuzz の出力結果が書き込まれます。
しかし上記のコードに完全には満足していませんでした。
何が不満かというと、<SID>getchar: で始まるマッピングの部分で レジスタを使ってお茶を濁している点です。
なるべく私のやりたかったことを正確に言うと、 「Vim のマッピングのみで解く」というよりは「Vim のマッピングを有限状態機械 (以下 FSM) とみなし、FSM の能力の範囲内で FizzBuzz 問題を解く」ということがしたかったのです。 より要約すると「状態遷移のみで FizzBuzz 問題を解く」ということがしたかったのです。
解説
「状態遷移？Vim のマッピングと状態遷移が関係あるの？」 と思われるかもしれないので簡単な解説をすると、 上のコードでいえば冒頭のコメントにも書いてある通り、
doitgetchar:{数字}fizzbuzz:{type}
のマッピングの順に実行されます。
まず doit で次のようなマッピングに展開されます。
(実際には改行は入りません) <SID>getchar:entry:1<Esc> <SID>getchar:entry:2<Esc> (省略) <SID>getchar:entry:100<Esc>
そして doit のマッピングは nnoremap ではなく nmap なので再帰的に展開されます。
よって先頭の <SID>getchar:entry の部分が展開され、次のマッピングの rhs (右の定義のことです)
が実行されます。
nmap <expr> <SID>getchar:entry [setreg('n', '', 'c'), "<SID>getchar"][1]
ここでは @n レジスタがクリアされたあと、式としては <SID>getchar に評価されます。
そしてまた再帰的マッピングにより、<SID>getchar:1 のマッピングに展開されます。
<SID>getchar:entry:1<Esc> が以下に展開される <SID>getchar:1<Esc>
その結果次のマッピングが実行されます。
<SID>getchar:{数字} のマッピングではいずれも同じことをやっており、
それぞれの {数字} の部分を @n レジスタの文字列の末尾にくっ付けているだけです。
nmap <expr> <SID>getchar:1 [setreg('n', @n.'1', 'c'), "<SID>getchar:"][1]
そしてこのマッピングは <SID>getchar: に評価され(ry) 次のマッピングが実行されます。
nmap <expr> <SID>getchar:<Esc> "<SID>fizzbuzz:".str2nr((@n%5==0).(@n%3==0), 2)
ここで @n レジスタに入っている文字列に対して 5 と 3 の余剰が 0 かどうかをチェックして、
次のような 2 進数の文字列を作り、それを str2nr(..., 2) で実際の整数値に変換しています。
{5で割り切れるなら1 (割り切れないなら 0)}{3で割り切れるなら1 (割り切れないなら 0)}
最終的に次のマッピングのいずれかが実行され、バッファに結果が挿入されます。
" 数字を挿入 nnoremap <expr> <SID>fizzbuzz:0 "o".@n."\<Esc>" " Fizzを挿入 nnoremap <SID>fizzbuzz:1 oFizz<Esc> " Buzzを挿入 nnoremap <SID>fizzbuzz:2 oBuzz<Esc> " FizzBuzzを挿入 nnoremap <SID>fizzbuzz:3 oFizzBuzz<Esc>
つまり？
つまりレジスタ (= 変数) を使ってしまっているので、 上記のコードは私のやりたかったこととは違うということになります。 具体的には、まずは以下のようなルールをもとに FizzBuzz を解くことを考えてみます。
- (純粋に状態遷移のみで解いていきたいので)
<expr>やその他 Vim 式を一切無くす
というわけで前置きが非常に長かったですが、この記事では Vim のマッピングだけでどこまでできるのか、その可能性を探っていきたいと思います (ドキュメンタリー番組調)。
(バッファ編) 設計の概要
- (純粋に状態遷移のみで解いていきたいので)
<expr>やその他 Vim 式を一切無くす
では今回、上記のルールを実装するために必要な設計をぼんやりと考えていきます。
まず
- 3 の倍数の判定
- 5 の倍数の判定
を分けて考えます。 具体的には
- 3 の倍数は全ての位の数の和が 3 の倍数であるかどうか
- 5 の倍数は 1 の位が 0 か 5 であるか
で判定できます。
それでは具体的に 15 のような数字がやってきた場合にどのように判定すればいいでしょうか。
まず 3 の倍数の判定から考えていくと、
- まず 3 の余剰が 0, 1, 2 となった状態をそれぞれ q0, q1, q2 と定義します。 初期状態は q0 です。
- 最初の状態、つまり初期状態は q0 で、最初の桁 (左から処理していくので最上位の桁) の余剰が 0 の場合は繰越す余剰分がないため、状態 q0 に留まります。しかし 余剰分が 1, 2 の場合はそれぞれ q1, q2 に遷移します。
- 最初の入力は
1ですから 3 の余剰は1になります。 つまり q0 → q1 のように遷移します。
- 最初の入力は
- 状態 q1 の時に余剰分が 1, 2 だった場合は、それぞれ q2, q0 に遷移します。
- 次の入力は
5ですから 3 の余剰は2になります。 つまり q1 → q0 のように遷移します。
- 次の入力は
- 入力が
<Esc>の時に q0 であれば受理 (= 3 の倍数である)、それ以外は拒否します。
このように各桁ごとに 3 の余剰を「繰越す」 (足し込む？) 動作にすると状態遷移図で表現できます。
5 の倍数の場合はもっと簡単です。
- 入力に対し 0 か 5 である場合の状態を q1、それ以外の場合を q0 とします。 初期状態は (どっちでもいいけど) q0 です。
- 入力が
<Esc>の時に q1 であれば受理 (= 5 の倍数である)、それ以外は拒否します。
3 の倍数は上記の通り 3 パターンで、5 の倍数の状態は入力が 0 か 5 であるか、またはそうでないかの 2 パターンです。 つまり 3 × 2 で合計 6 つの状態が必要となります。
加えて、少なくとも Vim のマッピングで実現する場合、'0'～'9' と数字の区切りを表す <Esc> (何でもいいですが) を入力として受け取るために 11 個 × 6 通りの 66 個のマッピングを定義する必要があります。
具体例を出すと以下のようなフォーマットのマッピングになります。
getchar {3の余剰 (0,1,2 のいずれか)} {5の倍数であれば1、そうでなければ0} : {次の桁の数字}
FSM の形式的定義でいうところに遷移関数そのままですね。 コロンの前が状態でコロンの後が入力です。 以下は「3 の余剰が 1 で」「5の倍数で」「次の桁の数字が 2」の時の具体例です (なお「: (コロン)」は見やすさのためだけに付けてあります)。
getchar11:2
ちなみに次の桁の数字が存在しない場合は数字ではなく <Esc> が来るので、「3 の余剰が 0 で」「5の倍数で」「次の桁の数字が存在しない」の時は以下のようになります。
getchar01:<Esc>
(バッファ編) コード
コードは以下の通りになります。
" " 1. doit " 2. getchar:{numchar} " 3. getchar{n % 3}{n % 5 == 0 ? 1 : 0}:{numchar} " 4. Result " 1. <SID>(result:fizz) " 2. <SID>(result:buzz) " 3. <SID>(result:fizzbuzz) " 4. <SID>(result:number) " " nmap <expr> doit join(map(range(1, 100), '"<SID>getchar:entry:".v:val."\<Esc>"'),'') nmap doit <SID>getchar:1<Esc><SID>getchar:2<Esc><SID>getchar:3<Esc><SID>getchar:4<Esc><SID>getchar:5<Esc><SID>getchar:6<Esc><SID>getchar:7<Esc><SID>getchar:8<Esc><SID>getchar:9<Esc><SID>getchar:10<Esc><SID>getchar:11<Esc><SID>getchar:12<Esc><SID>getchar:13<Esc><SID>getchar:14<Esc><SID>getchar:15<Esc><SID>getchar:16<Esc><SID>getchar:17<Esc><SID>getchar:18<Esc><SID>getchar:19<Esc><SID>getchar:20<Esc><SID>getchar:21<Esc><SID>getchar:22<Esc><SID>getchar:23<Esc><SID>getchar:24<Esc><SID>getchar:25<Esc><SID>getchar:26<Esc><SID>getchar:27<Esc><SID>getchar:28<Esc><SID>getchar:29<Esc><SID>getchar:30<Esc><SID>getchar:31<Esc><SID>getchar:32<Esc><SID>getchar:33<Esc><SID>getchar:34<Esc><SID>getchar:35<Esc><SID>getchar:36<Esc><SID>getchar:37<Esc><SID>getchar:38<Esc><SID>getchar:39<Esc><SID>getchar:40<Esc><SID>getchar:41<Esc><SID>getchar:42<Esc><SID>getchar:43<Esc><SID>getchar:44<Esc><SID>getchar:45<Esc><SID>getchar:46<Esc><SID>getchar:47<Esc><SID>getchar:48<Esc><SID>getchar:49<Esc><SID>getchar:50<Esc><SID>getchar:51<Esc><SID>getchar:52<Esc><SID>getchar:53<Esc><SID>getchar:54<Esc><SID>getchar:55<Esc><SID>getchar:56<Esc><SID>getchar:57<Esc><SID>getchar:58<Esc><SID>getchar:59<Esc><SID>getchar:60<Esc><SID>getchar:61<Esc><SID>getchar:62<Esc><SID>getchar:63<Esc><SID>getchar:64<Esc><SID>getchar:65<Esc><SID>getchar:66<Esc><SID>getchar:67<Esc><SID>getchar:68<Esc><SID>getchar:69<Esc><SID>getchar:70<Esc><SID>getchar:71<Esc><SID>getchar:72<Esc><SID>getchar:73<Esc><SID>getchar:74<Esc><SID>getchar:75<Esc><SID>getchar:76<Esc><SID>getchar:77<Esc><SID>getchar:78<Esc><SID>getchar:79<Esc><SID>getchar:80<Esc><SID>getchar:81<Esc><SID>getchar:82<Esc><SID>getchar:83<Esc><SID>getchar:84<Esc><SID>getchar:85<Esc><SID>getchar:86<Esc><SID>getchar:87<Esc><SID>getchar:88<Esc><SID>getchar:89<Esc><SID>getchar:90<Esc><SID>getchar:91<Esc><SID>getchar:92<Esc><SID>getchar:93<Esc><SID>getchar:94<Esc><SID>getchar:95<Esc><SID>getchar:96<Esc><SID>getchar:97<Esc><SID>getchar:98<Esc><SID>getchar:99<Esc><SID>getchar:100<Esc> nmap <SID>getchar: <SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:0 <SID>append:0<SID>getchar01: nmap <SID>getchar00:1 <SID>append:1<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:2 <SID>append:2<SID>getchar20: nmap <SID>getchar00:3 <SID>append:3<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:4 <SID>append:4<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:5 <SID>append:5<SID>getchar21: nmap <SID>getchar00:6 <SID>append:6<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:7 <SID>append:7<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:8 <SID>append:8<SID>getchar20: nmap <SID>getchar00:9 <SID>append:9<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:<Esc> <SID>(result:fizz) nmap <SID>getchar01:0 <SID>append:0<SID>getchar01: nmap <SID>getchar01:1 <SID>append:1<SID>getchar10: nmap <SID>getchar01:2 <SID>append:2<SID>getchar20: nmap <SID>getchar01:3 <SID>append:3<SID>getchar00: nmap <SID>getchar01:4 <SID>append:4<SID>getchar10: nmap <SID>getchar01:5 <SID>append:5<SID>getchar21: nmap <SID>getchar01:6 <SID>append:6<SID>getchar00: nmap <SID>getchar01:7 <SID>append:7<SID>getchar10: nmap <SID>getchar01:8 <SID>append:8<SID>getchar20: nmap <SID>getchar01:9 <SID>append:9<SID>getchar00: nmap <SID>getchar01:<Esc> <SID>(result:fizzbuzz) nmap <SID>getchar10:0 <SID>append:0<SID>getchar11: nmap <SID>getchar10:1 <SID>append:1<SID>getchar20: nmap <SID>getchar10:2 <SID>append:2<SID>getchar00: nmap <SID>getchar10:3 <SID>append:3<SID>getchar10: nmap <SID>getchar10:4 <SID>append:4<SID>getchar20: nmap <SID>getchar10:5 <SID>append:5<SID>getchar01: nmap <SID>getchar10:6 <SID>append:6<SID>getchar10: nmap <SID>getchar10:7 <SID>append:7<SID>getchar20: nmap <SID>getchar10:8 <SID>append:8<SID>getchar00: nmap <SID>getchar10:9 <SID>append:9<SID>getchar10: nmap <SID>getchar10:<Esc> <SID>(result:number) nmap <SID>getchar11:0 <SID>append:0<SID>getchar11: nmap <SID>getchar11:1 <SID>append:1<SID>getchar20: nmap <SID>getchar11:2 <SID>append:2<SID>getchar00: nmap <SID>getchar11:3 <SID>append:3<SID>getchar10: nmap <SID>getchar11:4 <SID>append:4<SID>getchar20: nmap <SID>getchar11:5 <SID>append:5<SID>getchar01: nmap <SID>getchar11:6 <SID>append:6<SID>getchar10: nmap <SID>getchar11:7 <SID>append:7<SID>getchar20: nmap <SID>getchar11:8 <SID>append:8<SID>getchar00: nmap <SID>getchar11:9 <SID>append:9<SID>getchar10: nmap <SID>getchar11:<Esc> <SID>(result:buzz) nmap <SID>getchar20:0 <SID>append:0<SID>getchar21: nmap <SID>getchar20:1 <SID>append:1<SID>getchar00: nmap <SID>getchar20:2 <SID>append:2<SID>getchar10: nmap <SID>getchar20:3 <SID>append:3<SID>getchar20: nmap <SID>getchar20:4 <SID>append:4<SID>getchar00: nmap <SID>getchar20:5 <SID>append:5<SID>getchar11: nmap <SID>getchar20:6 <SID>append:6<SID>getchar20: nmap <SID>getchar20:7 <SID>append:7<SID>getchar00: nmap <SID>getchar20:8 <SID>append:8<SID>getchar10: nmap <SID>getchar20:9 <SID>append:9<SID>getchar20: nmap <SID>getchar20:<Esc> <SID>(result:number) nmap <SID>getchar21:0 <SID>append:0<SID>getchar21: nmap <SID>getchar21:1 <SID>append:1<SID>getchar00: nmap <SID>getchar21:2 <SID>append:2<SID>getchar10: nmap <SID>getchar21:3 <SID>append:3<SID>getchar20: nmap <SID>getchar21:4 <SID>append:4<SID>getchar00: nmap <SID>getchar21:5 <SID>append:5<SID>getchar11: nmap <SID>getchar21:6 <SID>append:6<SID>getchar20: nmap <SID>getchar21:7 <SID>append:7<SID>getchar00: nmap <SID>getchar21:8 <SID>append:8<SID>getchar10: nmap <SID>getchar21:9 <SID>append:9<SID>getchar20: nmap <SID>getchar21:<Esc> <SID>(result:buzz) nnoremap <SID>append:0 a0<Esc> nnoremap <SID>append:1 a1<Esc> nnoremap <SID>append:2 a2<Esc> nnoremap <SID>append:3 a3<Esc> nnoremap <SID>append:4 a4<Esc> nnoremap <SID>append:5 a5<Esc> nnoremap <SID>append:6 a6<Esc> nnoremap <SID>append:7 a7<Esc> nnoremap <SID>append:8 a8<Esc> nnoremap <SID>append:9 a9<Esc> nnoremap <SID>(result:fizz) ccFizz<CR><Esc> nnoremap <SID>(result:buzz) ccBuzz<CR><Esc> nnoremap <SID>(result:fizzbuzz) ccFizzBuzz<CR><Esc> nnoremap <SID>(result:number) o<Esc>
<expr> が 1 個もありません。
つまり Vim のマッピングのみで FizzBuzz 問題を解けたということになります。
やったぜ。
(PDA 編) PDA で FizzBuzz が解けるかの考察
さて、上記で一旦解けた気になりましたが、気になる点が1つあります。
それはバッファの書き換えを許している点です。
(a コマンドなどでの 挿入 ならともかく) cc などで 一度挿入した文字列を変更 するのを許可してしまったら、変数代わりにバッファを使っているのと何ら変わりありません。
しかし、FizzBuzz はプッシュダウン・オートマトン (以下 PDA) の範囲で解けるのか？を考えて、
一応方法は思いついたのですが、
- スタックから数字を取り出す時に出力が逆になってしまう
という問題が浮かび上がってきました。
「ということは最初の doit のマッピングで 100 の代わりに 001 みたいな逆順の数字を与えればいいのか？」
と考えたのですが、そうするとさらに以下のような問題 (というか疑問) も浮かび上がってきます。
- 5 の倍数の判定アルゴリズムが使えなくなる (誤判定する)
15という数字を判定する場合、51といった入力が来るので、 最終的な状態は1に対する判定になってしまう
- そもそも各桁を逆順にした数字を「数」として扱っていいのか？
1 の解決方法はすぐ見つかりました。 ようは「桁が逆転しても使える 5 の倍数の判定方法」が分かればいいので、「最初の桁 (=元の数でいう最後の桁) だけ見て判定して、あとはずっと読み飛ばす」でいけるはずです。
2 はそもそも PDA の形式的定義には 状態、初期状態、入力文字、遷移関数、受理状態の5つだけで、 「数」の定義はこれっぽっちもありません。 よって PDA で数を扱うとは一体どういうことなんだ…？ と無い頭で悩んだ末、無視することにしました (ｽﾞｺｰ)。
おまけ：加算器と乗算器 in Vim script
無視するとは言っても少し気になったので、 「おそらく計算できればいいんだろう」から「そういえば FSM は論理回路にも応用されてるんだっけ」で 適当にググった結果、加算器と乗算器の Wikipedia のページが出てきたので Vim script で実装してみました。
https://gist.github.com/tyru/e057fefe483c43954fb8933076eb22cb
実装したら Vim のマッピングで実装するヒントが出てくると思ったのですが、出てきませんでした (ｽﾞｺｰ)。 ひらめきドリブン開発 (HDD)、失敗です。*1
閑話休題：(PDA 編) PDA で FizzBuzz が解けるかの考察
2. そもそも各桁を逆順にした数字を「数」として扱っていいのか？
PDA で FizzBuzz を解くためのルールとして上記を挙げましたが、 そもそも問題設定が間違っている気もします。 より適切なものに言い換えると
2. 都合の良いように調整した入力を使っても問題を解いたとみなせるのか？
ではないでしょうか (というか、本当にこれで解いたと言えるのか分からないので誰か教えてください)。 で、これが許容できるなら PDA っぽいものでも解ける、ということになります (それに何の意味があるかって？そんなもの、とっくにこの記事の落としどころを見失った私には分かりません)。
(PDA 編) ルールの定義
はい、というわけで細かいことは考えず「許容できる」ものとして、2 は無視して目と耳を塞ぎ口を噤み孤独に暮らしましょう PDA っぽいやり方で実装してしまいましょう。
おっと、その前にルールの定義がまだでした。 変更点としては、バッファに対する書き換えを禁止したことと、 代わりにスタック用の変数を導入し、それに対する限られた操作しか許可しないようにしたことです。
- (PDA の範囲で実現するため) 使用する変数はスタック用の変数
s:stackのみ <expr>やその他 Vim 式を一切無くす。しかし 1 の変数に対するリスト操作は当てはまらないことにする- 出力はバッファに対して行う。
aコマンドでのバッファ末尾への挿入のみ可能とする。バッファの書き換えは禁止とする。
(PDA 編) コード
コードは以下の通りです。
" nmap <expr> doit join(map(range(1, 100), '"<SID>getchar:entry:".(join(reverse(split(v:val, "\\zs")), ""))."\<Esc>"'),'') nmap doit <SID>getchar:1<Esc><SID>getchar:2<Esc><SID>getchar:3<Esc><SID>getchar:4<Esc><SID>getchar:5<Esc><SID>getchar:6<Esc><SID>getchar:7<Esc><SID>getchar:8<Esc><SID>getchar:9<Esc><SID>getchar:01<Esc><SID>getchar:11<Esc><SID>getchar:21<Esc><SID>getchar:31<Esc><SID>getchar:41<Esc><SID>getchar:51<Esc><SID>getchar:61<Esc><SID>getchar:71<Esc><SID>getchar:81<Esc><SID>getchar:91<Esc><SID>getchar:02<Esc><SID>getchar:12<Esc><SID>getchar:22<Esc><SID>getchar:32<Esc><SID>getchar:42<Esc><SID>getchar:52<Esc><SID>getchar:62<Esc><SID>getchar:72<Esc><SID>getchar:82<Esc><SID>getchar:92<Esc><SID>getchar:03<Esc><SID>getchar:13<Esc><SID>getchar:23<Esc><SID>getchar:33<Esc><SID>getchar:43<Esc><SID>getchar:53<Esc><SID>getchar:63<Esc><SID>getchar:73<Esc><SID>getchar:83<Esc><SID>getchar:93<Esc><SID>getchar:04<Esc><SID>getchar:14<Esc><SID>getchar:24<Esc><SID>getchar:34<Esc><SID>getchar:44<Esc><SID>getchar:54<Esc><SID>getchar:64<Esc><SID>getchar:74<Esc><SID>getchar:84<Esc><SID>getchar:94<Esc><SID>getchar:05<Esc><SID>getchar:15<Esc><SID>getchar:25<Esc><SID>getchar:35<Esc><SID>getchar:45<Esc><SID>getchar:55<Esc><SID>getchar:65<Esc><SID>getchar:75<Esc><SID>getchar:85<Esc><SID>getchar:95<Esc><SID>getchar:06<Esc><SID>getchar:16<Esc><SID>getchar:26<Esc><SID>getchar:36<Esc><SID>getchar:46<Esc><SID>getchar:56<Esc><SID>getchar:66<Esc><SID>getchar:76<Esc><SID>getchar:86<Esc><SID>getchar:96<Esc><SID>getchar:07<Esc><SID>getchar:17<Esc><SID>getchar:27<Esc><SID>getchar:37<Esc><SID>getchar:47<Esc><SID>getchar:57<Esc><SID>getchar:67<Esc><SID>getchar:77<Esc><SID>getchar:87<Esc><SID>getchar:97<Esc><SID>getchar:08<Esc><SID>getchar:18<Esc><SID>getchar:28<Esc><SID>getchar:38<Esc><SID>getchar:48<Esc><SID>getchar:58<Esc><SID>getchar:68<Esc><SID>getchar:78<Esc><SID>getchar:88<Esc><SID>getchar:98<Esc><SID>getchar:09<Esc><SID>getchar:19<Esc><SID>getchar:29<Esc><SID>getchar:39<Esc><SID>getchar:49<Esc><SID>getchar:59<Esc><SID>getchar:69<Esc><SID>getchar:79<Esc><SID>getchar:89<Esc><SID>getchar:99<Esc><SID>getchar:001<Esc> nmap <SID>getchar:0 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:0<SID>getchar01: nmap <SID>getchar:1 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:1<SID>getchar10: nmap <SID>getchar:2 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:2<SID>getchar20: nmap <SID>getchar:3 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:3<SID>getchar00: nmap <SID>getchar:4 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:4<SID>getchar10: nmap <SID>getchar:5 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:5<SID>getchar21: nmap <SID>getchar:6 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:6<SID>getchar00: nmap <SID>getchar:7 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:7<SID>getchar10: nmap <SID>getchar:8 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:8<SID>getchar20: nmap <SID>getchar:9 <SID>(stack:init)<SID>stack:push:9<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:0 <SID>stack:push:0<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:1 <SID>stack:push:1<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:2 <SID>stack:push:2<SID>getchar20: nmap <SID>getchar00:3 <SID>stack:push:3<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:4 <SID>stack:push:4<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:5 <SID>stack:push:5<SID>getchar20: nmap <SID>getchar00:6 <SID>stack:push:6<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:7 <SID>stack:push:7<SID>getchar10: nmap <SID>getchar00:8 <SID>stack:push:8<SID>getchar20: nmap <SID>getchar00:9 <SID>stack:push:9<SID>getchar00: nmap <SID>getchar00:<Esc> <SID>(result:fizz) nmap <SID>getchar01:0 <SID>stack:push:0<SID>getchar01: nmap <SID>getchar01:1 <SID>stack:push:1<SID>getchar11: nmap <SID>getchar01:2 <SID>stack:push:2<SID>getchar21: nmap <SID>getchar01:3 <SID>stack:push:3<SID>getchar01: nmap <SID>getchar01:4 <SID>stack:push:4<SID>getchar11: nmap <SID>getchar01:5 <SID>stack:push:5<SID>getchar21: nmap <SID>getchar01:6 <SID>stack:push:6<SID>getchar01: nmap <SID>getchar01:7 <SID>stack:push:7<SID>getchar11: nmap <SID>getchar01:8 <SID>stack:push:8<SID>getchar21: nmap <SID>getchar01:9 <SID>stack:push:9<SID>getchar01: nmap <SID>getchar01:<Esc> <SID>(result:fizzbuzz) nmap <SID>getchar10:0 <SID>stack:push:0<SID>getchar10: nmap <SID>getchar10:1 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"result:number:\<Esc>"] return '' endfunction function! s:stack_pop() abort call s:stack_dump('pop') return remove(s:stack, -1) endfunction function! s:stack_push(n) abort call s:stack_dump('push') let s:stack += [s:SNR_PREFIX . 'result:number:' . a:n] return '' endfunction let s:DEBUG = 0 function! s:stack_dump(caller) abort if !s:DEBUG | return | endif echomsg a:caller ':' string(s:stack) endfunction function! s:SID() return matchstr(expand('<sfile>'), '<SNR>\zs\d\+\ze_SID$') endfunction let s:SNR_PREFIX = "\<SNR>" . s:SID() . '_' nnoremap <expr> <SID>(stack:init) <SID>stack_init() nmap <expr> <SID>(stack:pop) <SID>stack_pop() nnoremap <expr> <SID>stack:push:0 <SID>stack_push(0) nnoremap <expr> <SID>stack:push:1 <SID>stack_push(1) nnoremap <expr> <SID>stack:push:2 <SID>stack_push(2) nnoremap <expr> <SID>stack:push:3 <SID>stack_push(3) nnoremap <expr> <SID>stack:push:4 <SID>stack_push(4) nnoremap <expr> <SID>stack:push:5 <SID>stack_push(5) nnoremap <expr> <SID>stack:push:6 <SID>stack_push(6) nnoremap <expr> <SID>stack:push:7 <SID>stack_push(7) nnoremap <expr> <SID>stack:push:8 <SID>stack_push(8) nnoremap <expr> <SID>stack:push:9 <SID>stack_push(9) " Output nnoremap <SID>(result:fizz) aFizz<CR><Esc> nnoremap <SID>(result:buzz) aBuzz<CR><Esc> nnoremap <SID>(result:fizzbuzz) aFizzBuzz<CR><Esc> " Pop until <SID>result:number:<Esc> nmap <script> <SID>(result:number) <SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:0 a0<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:1 a1<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:2 a2<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:3 a3<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:4 a4<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:5 a5<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:6 a6<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:7 a7<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:8 a8<Esc><SID>(stack:pop) nmap <script> <SID>result:number:9 a9<Esc><SID>(stack:pop) nnoremap <SID>result:number:<Esc> o<Esc>
おまけ：Vim のマッピングで正規表現エンジンを実装できるか？
個人的にモヤっとした終わり方だったので、別のことを考えてお茶を濁すことにしました。
というわけでいきなりですが、表題の通り、Vim のマッピングがオートマトンの能力を持つなら、当然正規表現エンジンを実装する事も可能なはずです。 キー入力が文字列、マッピング (lhs) がパターンです。 この場合、以下のような動作を実現できれば「Vim のマッピングで正規表現エンジンを実装した」と言えるでしょう。
- 正規表現のパターンを元にマッピングを定義する
- 任意のキー入力に対してそれが正規表現にマッチするなら最終的な rhs が実行される
- rhs は
:<C-u>echo 'match!'<CR>などが分かりやすいでしょう
- rhs は
- マッチしなければタイムアウトして上記の rhs は実行されない
- 必要であれば、タイムアウト時にそれまでのキー入力が実行されないよう受理状態以外の状態は
<Nop>で無効化する必要があるかもしれません
- 必要であれば、タイムアウト時にそれまでのキー入力が実行されないよう受理状態以外の状態は
おそらく、Vim のマッピングでは ε (空列) を扱えないと思われるため、NFA ではなく DFA として扱う必要があると思っています。 まだ色々と無知なため間違っているかもしれませんが、原理上は可能なような気がしています。
Vim のマッピングで正規表現が扱えるとなれば、つまりキー入力に正規表現を適用できます。 そうなると便利な場合もあるのではないでしょうか。
例えば、submode.vim の作者である Vim 神こと kana さんのプラグインに ctxabbr.vim というものがあります (GitHub のリポジトリは空ですが vim.org にはちゃんとアップロードされています)。 このプラグインがどんなものかというと、「using(空白)」の後に「sc」と入力するだけで「using System.Collection」と展開してくれるプラグインらしいです (使ったことはありません)。 「『using(空白)』の後に『sc』を押すと『using System.Collection』に展開」という部分、正規表現でマッピングを定義できると嬉しいと思いませんか？
…と煽っておいて元も子もないことを言うと、
- ユーザーによるキー入力しか考慮されない
- バッファの内容によって動作を変えたいといったことはできない
- ctxabbr.vim がやっているように
<expr>な abbreviation を作った方が自由度も高い - 補完でやった方が自由度も UI に対する驚き最小の原則としても優れている
などなど様々な反論は思い浮かびましたが、 Vim の可能性が広がるだけでも突き詰める意味はあると思っています。 まぁこの際、役に立つかどうかなんぞあまり意味はありませんね？？？
感想
Vim でできることをより知りたいと思って、最近は計算機科学をちゃんと勉強したりしていました。 勉強するにつれ、より面白い Vim の遊び方が思いつくようになり、毎日 Vim 人生が充実しています。 当初の目的からズレている気がしますが、初めから何もかもが間違っているので気にしないことにしました。
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つまり私がこの記事で言いたかったのは、現実の問題を Vim モデル化し解決する Vim 力が今の時代求められているのではないでしょうか、そういうことです。
つまり
*1:これに関してはもうちょっとあれこれ悩んだので、後日気が向いたらまた記事を書くかもしれません…
Java の Web アプリで色んなコードを共通化したい
この記事は Java EE Advent Calendar 2016 5 日目の記事です。
昨日は lbtc_xxx さんの「JPA Builder パターン」 でした。
明日は glory_of さんです。
Java の Web アプリを書く時、共通化したいけどどうすればいいか、 どう書くのが推奨されているのかをまとめてみました。 Java をガッツリやるようになったのは最近なので、間違った事を言ってたら指摘して頂けると助かります。
共通のプロパティが色んなクラスで増えてきた (CDI の @Produces)
JAX-RS の @Produces (javax.ws.rs.Produces) と混同しないようにしましょう。
基底クラス作って継承するとなると、基底クラスが fat になりがちで、テストする時に対象のメソッド以外にも色々セットアップしなきゃならなくなったりして面倒です。 他の言語だったら mix-in や trait で解決？するのかもしれませんが、Java では DI で解決すると楽です。
Java EEのCDIで定義しておくと便利なプロデューサーとインターセプタ - きしだのはてな
同じ処理をしているメソッドが増えてきた
メソッドをインターセプトして前処理や後処理を行います。 メソッドの中身で行っている中間の処理を共通化したい場合はメソッドの共通化や DI を検討しましょう。
やりすぎるとメンテナンスが辛くなりますが、具体的に使われるのは以下のようなユースケースだと思います。
- 共通の例外処理 (エラーコードのレスポンスを送る)
- 共通のロギング処理 (コントローラーやサービスのメソッドが呼び出される前後にロギングする)
- 共通の認証処理
この手の AOP っぽい処理は大体フレームワークでサポートされていて、 果ては Javassist のような直接バイトコードをいじる裏技もあったりします。 ただどれもライブラリが優れているのでそんなに大変ではありません。
- JAX-RS: ExceptionMapper、フィルター、インターセプター (記事①、記事②)
- ExceptionMapper: 例外処理に特化。エラー時にエラーレスポンスを返したい時はこれ使う
- フィルター: リクエストが来る前／来た後などに処理を行う事ができる
- インターセプター:リクエストが来る前／来た後などに処理を行う事ができる
- CDI: インターセプター
- Spring:
@ControllerAdvice,@Aspect - Javassist でバイトコード編集
色んな場所でクエリを発行しているメソッドが増えてきた
JPQL と呼ばれる SQL っぽい JPA のクエリを使うと
- ポータブル (Mongo のような NoSQL もサポート)
- 高速
なデータアクセス層を実装できます。
まず JPA の機能について説明するのはしんどいので、詳しくはこの記事を参照してください (Spring Data JPA の例も載ってます)。
JPA では主に以下の3つの方法でクエリを実行することができます。
この内1と2のクエリには @NamedQuery (JPQL)、@NamedNativeQuery (ネイティブSQL) で名前を付ける事ができます。
@NamedQuery(name="hello.findAll", query="select h from HelloEntity h")
名前を付ける事によって、複雑なクエリ以外は Dao クラスを作る必要もなく、エンティティにクエリを集約できます。
上記のアノテーションだけだと複数指定ができないので、
それぞれ @NamedQueries (JPQL)、@NamedNativeQueries (ネイティブSQL) と組み合わせる事で複数定義ができます。
@NamedQueries({ @NamedQuery(name="hello.findAll", query="select h from HelloEntity h"), @NamedQuery(name="hello.findOne", query="select h from HelloEntity h where h.lang = :lang"), @NamedQuery(name="hello.deleteMsg", query="delete from HelloEntity h where h.lang = :lang") })
ちなみに自分は他のエンティティと衝突しないよう、上記のように「(テーブル名).(クエリ名)」のような名前を付けています。
アノテーションがごちゃごちゃしてきた (CDI の @Stereotype)
これまでにアノテーションが沢山出てきましたが、アノテーションがごちゃごちゃしてきたら、
@Stereotype アノテーションでいくつかのアノテーションをまとめて定義できます。
CDIのStereotypes - Challenge Java EE !
XML ファイルが多い
沢山の XML ファイルをコードで集約する、というのも一つの共通化かもしれません。
共通処理をマイクロサービスで行う？
マイクロサービスよく知りませんが、API Gateway Pattern というので上掲したような共通処理を担うサービスを作る、という考えがあるようです (強調は私です)。 Kong なんてミドルウェアもあるんですね…
その他の参考リンク
ミニマリストな Vimmer におすすめしたい履歴管理プラグイン oldfilesearch.vim
この記事は Vim Advent Calendar 2016 (その2) の 4 日目の記事です。
追記：oldfilesearch.vim のリポジトリへのリンクを貼り忘れていたので追記しました。
履歴管理プラグインへの懸念
履歴管理プラグインには様々なものがあります。 例えば MRU.vim であったり、unite.vim と連携する neomru.vim といったものがあります。 しかしこういった履歴管理プラグインは大体次のような処理を行います。
- autocmd でファイルを開いた時にファイル名を記録する
- 履歴ファイルを作成してファイル名等の履歴を書き込む
この方法だと
- autocmd を使うため Vim の動作が重くなる
- ファイルへの書込み処理にバグがあった場合、(ファイルの一覧を表示したり autocmd が実行された時点で) 動作が重くなったり、履歴が消えたりといった事が考えられる
しかし今回紹介する oldfilesearch.vim はこれらの方法は取りません。 oldfilesearch.vim は viminfo に記載の情報からファイルの一覧を取ってくるので、ファイルが壊れたり動作が重くなったりする心配がまずありません。
操作方法
oldfilesearch.vim は :OldFileSearch コマンド1つだけを提供します。
:OldFileSearch ファイル名のパターン1 [ファイル名のパターン2 ...]
以下は vimrc を含むファイルを開く例です。
:OldFileSearch vimrc
マッチする候補が複数あると以下のようなプロンプトが出て、
一番左の番号を入力してエンターを押すとファイルを開く事ができます (以下は bash を含むファイルを開いた時の例です)。
:OldFileSearch bash Select old file: 1) <10 ~/.bash_profile 2) <56 ~/.bashrc 番号と<Enter>を入力するかマウスでクリックしてください (空でキャンセル):
<Tab> で補完もできます。
:OldFileSearch plugin/ .vim<Tab>
v:oldfiles
先程、viminfo に記載の情報からファイルの一覧を取ってくると言いました。
詳しく説明すると、v:oldfiles という Vim 組込みの変数からファイルの一覧を取得します (このリストは :oldfiles コマンドでも確認できます)。
ではこの :oldfiles、v:oldfiles とはどのような物なのでしょうか。
:help :oldfiles からの引用です。
:ol[dfiles] viminfo ファイルにマークが記録されているファイルのリス
トを表示する。起動時にこのリストが読み込まれ、
":rviminfo!" を行った後でのみ変更される。|v:oldfiles|
も参照。このリストで表示される番号は |c_#<| で使うこと
ができる。
:help v:oldfiles からの引用です。
v:oldfiles 起動時に |viminfo| から読み込まれたファイルの名前のリスト。
これらはマークを記憶しているファイルである。リストの長さの上限
はオプション 'viminfo' の引数 ' によって決まる(既定では 100)。
|viminfo| ファイルが使われていない時、リストは空となる。
|:oldfiles| と |c_#<| を参照。
このリストは変更可能であるが、後で |viminfo| ファイルに書き込ま
れるものには影響しない。文字列以外の値を使うと問題を引き起こす
だろう。
つまり、viminfo ファイルに保存されているファイルのリストだという事が分かります。
…とは言ったものの、正直今これを書いている自分が (viminfo ファイルのどの情報から取得するのか等) 詳細な挙動を把握できなくて、
実際に :oldfiles の結果と viminfo ファイルを見比べながら調べたので、
詳細な仕組みを解説してくれる人がいたらうれしいです…
見比べた結果、大体以下の項目からファイルリストを取ってくるようだということが分かりました。
- ジャンプリスト
- ファイルマーク
- ファイル内マークの履歴
一つずつ解説していきます。
ジャンプリスト (:help jumplist)
viminfo ファイルでは「# ジャンプリスト (新しいものが先):」または「# Jumplist (newest first):」という行の下にあるエントリです。
<C-o> や <C-i> で移動できるファイルの事です。
エントリ数の上限は50個となっています。
ファイルマーク (:help viminfo-file-marks)
viminfo ファイルでは「# ファイルマーク:」または「# File marks」という行の下にあるエントリです。
番号マーク ('0 〜 '9) ですね。
適切なタグがないですが、:help mark-motions してちょっと下にいった所 (/^'0 で飛べる場所) にある文章を引用します。
直接セットすることはできず、viminfo ファイル |viminfo-file| を使っている場合にのみ存在します。 基本的に '0 は最後に Vim を終了したときのカーソル位置であり、'1 は最後から1個前の 位置、などなどです。特定のファイルを番号マークに保存しないようにするには 'viminfo' の "r" フラグを使ってください。参照: |viminfo-file-marks|
豆知識ですが、つまり「0」のマークは最後に開いたファイルとその位置を記憶しているので、 Vim を起動して「'0」(シングルクォート + 0) または「`0」(バッククォート + 0) と入力すればそのファイルを開けます。
ファイル内マークの履歴
viminfo ファイルでは「# ファイル内マークの履歴 (新しいものから古いもの):」または「# History of marks within files (newest to oldest):」という行の下にあるエントリです。
ファイル単位の jumplist のようにも見えましたが…すみませんよく分かりませんでした。
viminfo に保存するファイル数の上限を設定したい (:help viminfo-')
viminfo の ' (シングルクォート) フラグを使います。
' マークが復元されるファイル履歴の最大値。オプション 'viminfo'
が空でないときは、常にこれを設定しなければならない。
また、このオプションを設定するとジャンプリスト |jumplist|と
|changelist| も viminfo ファイルに蓄えられることになる。
viminfo に保存したくないファイルを指定したい (:help viminfo-r)
viminfo の r フラグを使います。
:help viminfo-r の説明が分かりやすいので Vim の日本語訳 help から引用します。
r リムーバブルメディア {訳注: USBメモリ、CD-ROM等の取り外せる記
憶装置。この中身は取り替えてしまえば全く変わるので、ファイル履
歴の意味がない} の指定。引数は文字列 (次の ',' まで) である。
これは複数個指定できる。それぞれがマーク履歴の対象外になるパス
の先頭部を指定する。これはリムーバブルメディアを避けるためであ
る。 MS-DOSでは "ra:,rb:", Amigaでは "rdf0:,rdf1:,rdf2:" とす
るとよい。ここに一時ファイルを指定することもできる
(Unixの例: "r/tmp")。大文字と小文字の区別はない。それぞれの
'r' の引数の最大長は 50 文字である。
ただ、.git/COMMIT_MSG のように中間のパスでの無視はできないようなので、諦めるしかないかもしれません。
ただそもそも oldfilesearch.vim ではファイル名を入力して目的のファイルを開くという操作方法なので、
<Tab> 補完を使わなければ開かないファイルが目に入る事はありません。
…しかしそれでも <Tab> をよく使うのでどうしてもそういったファイルを除外したい！という方もいるかもしれません。
そういった方のためにやり方だけ紹介します (俗に言う「読者の課題」です)。
冒頭で挙げた :help v:oldfiles の文章で目敏く見つけた方もいるかもしれません。
このリストは変更可能であるが、後で |viminfo| ファイルに書き込ま
れるものには影響しない。文字列以外の値を使うと問題を引き起こす
だろう。
つまり Vim が起動した後なら v:oldfiles の内容をいくらでも変えられるという事です。
つまり v:oldfiles からいらないファイルを除外してしまえばいいのです (現に let v:oldfiles = [] としてリストを空にすると :OldFileSearch コマンドは過去に開いたどのファイルも開けなくなります)。
しかし viminfo ファイルには変更した v:oldfiles の内容は反映されないので、
Vim の起動時やプラグインの起動時等のタイミングで毎回除外する必要があります。
感想
このプラグインを見つけた経緯としては、実は自分が v:oldfiles の存在を知って
「これで履歴プラグインを作れないか？」と思い誰かすでに作ってるかと思って検索したら
案の定 oldfilesearch.vim があった…という経緯です。
自分は飽きっぽいので注力するプラグインはなるべく減らしたいという気持ちがあり、
誰かが作ってくれてるならプルリクエストを送ってメンテナンスを押しつけ改善していった方が皆がハッピーになれるでしょう。
何度かプルリクエストを送って分かった事としては、 作者はおそらくミニマリズムで、おそらくこれ以上大きな変更は加えられないと思います (PR を見てもらえば分かると思いますが、私も何度も PR を送りましたが、ほぼリジェクトされています :p)。 ファイルを履歴から開くという操作は (人にもよりますが) おそらく日常的に使われる操作であると思うので、 そういったプラグインが安定しているというのは安心して使っていられますね。
あと、oldfilesearch.vim では最小限の UI しか提供していませんが、 「oldfiles を使う履歴管理プラグイン」というアイデアは他のプラグインでも応用できると思います。 例えば neomru.vim などのプラグインが一時ファイルではなく oldfiles からファイルリストを取得し、 一時ファイルへの書込みはオプションなんかで無効にできるようにする、という作りにする事も可能でしょう。
おまけ
「'」(シングルクォート) と「`」(バッククォート)、この2つのコマンドは 実は違う意味のコマンドだというのをこの記事を書いてて初めて知りました… 詳しくは
:help mark-motionsを参照してください。あと、最近*1 vim_dev によくパッチ出してる Yegappan さんって MRU.vim とか taglist.vim の作者さんだったんですね。気付きませんでした。
*1:目に付いたのは最近ですが、昔はどうだったか調べてません…
