Ｄ言語のimmutableとconstの違い

D言語, TIps

mima

immutable int x = 2;
x = 3; // コンパイルエラー
immutable(int)[] y = [1, 2, 3].idup;
y[0] = 3; // コンパイルエラー
y = [3, 2, 3].idup; // OK

void f(const(int)[] ary){
    ary = [1, 2, 3].idup;
    ary[0] = 1; // コンパイルエラー
}

void main(){
    int[] a = [1, 2, 3];
    immutable(int)[] b = a.idup;
    f(a);
    f(b);
}

void f1(const(int)[] ary){
    ~~~
}

void f2(immutable(int)[] ary){
    ~~~
}

void main(){
    int[] a = [1, 2, 3];
    const(int)[] b = a.idup;
    f1(a); // OK
    f1(b); // OK
    immutable(int)[] c = a.idup;
    f2(a); // コンパイルエラー
    f2(c); // OK
}

3 responses to “Ｄ言語のimmutableとconstの違い”

1. 通りすがり says:

   2012年10月6日 at 1:02 AM

   immutableは値をどこからも書き換えできないように、constは修飾した変数からのみ値の書き換えを禁止するものです。
   immutable修飾された変数の値は、別の参照からも書き換えできません。

   int i = 5;
   immutable n = &i; // シンボル i から値を書き換えられてしまうので immutable が成立しない。よってエラーとなる

   しかしconstは修飾した変数からのみ書き換えができないだけなので

   int i = 5;
   const n = &i; // ポインタ n から値の書き換えはできないが、 シンボル i から書き換え可能。

   これは通ります。要するにconstはimmutableのサブセットなので

   immutable i = 5;
   const n = &5;

   としても矛盾しません。反対に、const変数に対するimmutableな参照は作成できません（constでは他の書き換え可能な参照が無いことが保証できない）。
   関数の仮引数向けにinキーワードというのが用意されていて、これはconst scopeと同じ働きをします。仮引数でconst修飾するよりinを使ったほうがいいでしょう。

   // http://www.kmonos.net/alang/d/function.html#parameters
   void foo(in ubyte[] b);

   constやimmutableはメンバ関数に対しても適用できます。詳しくは以下。
   http://www.kmonos.net/alang/d/const3.html

   ちなみに、C++とDでは修飾子の挙動が異なります。

   // C++ではポインタのアドレスのみ書き換え不可となるが、
   // Dではポインタのアドレスも参照先の値も書き換えることができなくなる
   const(int*) i;

   http://www.kmonos.net/alang/d/const-faq.html
   こちらではC++のconstは「頭部const」、Dのconstは「推移的const」とされているようです。

   タイトルに見合った説明がなされていないようだったので、説明ベタですがツッコんでみました。

2. 通りすがり says:

   2012年10月6日 at 1:06 AM

   訂正です。

   immutable i = 5;
   const n = &5;

   という部分がありますが正しくは

   immutable i = 5;
   const n = &i;

   でした。

3. mima says:

   2012年10月6日 at 4:02 PM

   通りすがりさんの言う通り、かなり説明不足でした。

   >> 関数の仮引数向けにinキーワードというのが用意されていて、これはconst scopeと同じ働きをします。仮引数でconst修飾するよりinを使ったほうがいいでしょう。

   今回はconstのお話なのでconstを使いましたが、確かにinを使った方がいいですね。
   しかし、inにはrefと同時に使えないと言うバグがあり、その場合はconst refとする必要があります。
   といってもこのバグは現在は修正されて、in refとしてもconst refと同じように解釈されます。

   >> ちなみに、C++とDでは修飾子の挙動が異なります。
   >> C++のconstは「頭部const」、Dのconstは「推移的const」とされているようです。

   今回はD言語のconstとimmutableの比較だったので推移性には突っ込みませんでした。なぜなら、constもimmutableも推移的だからです。しかし、それなら推移的でないC++のconstの話はするべきではなかったですね・・・

   個人的に思うのですが、基本的に、読み取り専用を表すときはconstのみを使えばいいと思います。
   しかし、以下のような場合があります。

   　　関数の引数をconstで修飾しても、関数を呼び出す側はconstと非constの両方を渡せてしまう。

   これは、非constの値がconstに暗黙的にキャストされてしまうのが原因です。
   この挙動は、関数の呼び出し側でもconstな値を関数の引数として取りたい時不便です。
   非constからconstへの暗黙的キャストが行われないconstが欲しいですね。そう、それがimmutableです。
   そんな訳で、immutableは主に、関数を呼び出す側でも読み取り専用である値を関数の引数として取りたい時に使われます。
   その機会が、マルチスレッドプログラミング時に現れます。メッセージパッシングのメッセージなどは、immutableでないといけません。
   メッセージプールに溜まっている間にメッセージの内容が変わってしまったら非常に困りますね。
   実は、D1の頃はconstしかありませんでした。上のような場合に不便だったので、D2でimmutableが導入されたのだと思います。
   そして、constが普通の値とimmutableな値の橋渡しをする役割に落ち着いたんだと思います。

   このように、それぞれの役割を見てみると、constとimmutableの違いがよくわかりますね。
   このことに関しては、また新しく記事を書く予定です。