文脈の変化に応じて離散的に振舞いを変えるソフトウェアのためのプログラミング言語

• Project/Area Number: 16K16033
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Software
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 青谷 知幸 東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (20582919)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: プログラミング / 文脈指向プログラミング / 余作用 / 反応型プログラミング / ワークフロー計算 / 余エフェクト計算 / 補償処理 / mixin / プログラミング言語 / モジュール化 / 意味論 / プログラム検査

Outline of Annual Research Achievements

文脈指向プログラミング言語のための計算体系λVへのMLモジュールの導入と、文脈指向プログラミングと反応型プログラミングの融合の研究に取り組んだ。

λVLでは文脈ごとに振る舞いの変わるプログラムを表現するために、文脈ごとの値の積を用いている。関数も値であるため、文脈ごとに振る舞いの変わる関数は、文脈ごとの関数の積として表現することができる。言い換えると、それぞれの関数定義の中に文脈ごとの振る舞いを記述する。この方法では文脈ごとにプログラムをモジュール化することができない。例えばプログラムの版(バージョン)を文脈とみなすと、版ごとにプログラムを開発できず、関数ごとに各版における定義を列挙することになり、扱いづらい。MLモジュールの導入の足がかりとして全称量化子と存在量化子をλVLに余作用として導入することを考察し、情報処理学会の第124回プログラミング研究発表会で発表した。

反応型プログラミングは値の変化に反応した計算を計画する手法である。文脈は時々刻々と変化するために、反応型プログラミングと文脈指向プログラミングは相性が良いはずである。例えばバッテリ残量に合わせてプログラムの振る舞いを変えたり、サーバプログラムを再起動することなく更新することでサーバプログラムの振る舞いが変わることが考えられる。融合方法のアイデアを国際研究集会COP'19で発表した。また反応型プログラミングにおいて値の変化を記録するために時系列データベースとの融合を提案し、国際会議Onward! 2019で発表した。

Research Products

• [Journal Article] TinyCORP: A Calculus for Context-Oriented Reactive Programming (2019)
  • Author(s): Tetsuo Kamina, Tomoyuki Aotani
  • Journal Title: COP '19: Proceedings of the Workshop on Context-oriented Programming Volume: 1 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1145/3340671.3343356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Approach for Persistent Time-Varying Values (2019)
  • Author(s): Tetsuo Kamina, Tomoyuki Aotani
  • Journal Title: Onward! 2019: Proceedings of the 2019 ACM SIGPLAN International Symposium on New Ideas, New Paradigms, and Reflections on Programming and Software Volume: 1 Pages: 17-31
  • DOI: 10.1145/3359591.3359730
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ContextWorkflow: A Monadic DSL for Compensable and Interruptible Executions (2018)
  • Author(s): Inoue, Hiroaki ; Aotani, Tomoyuki ; Igarashi, Atsushi
  • Journal Title: Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs) Volume: 109
  • DOI: 10.4230/LIPIcs.ECOOP.2018.2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Context-Oriented Programming Approach to Dependency Hell (2018)
  • Author(s): Tanabe Yudai、Aotani Tomoyuki、Masuhara Hidehiko
  • Journal Title: COP '18 Volume: 1 Pages: 14-8
  • DOI: 10.1145/3242921.3242923
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Method safety mechanism for asynchronous layer deactivation (2018)
  • Author(s): Kamina Tetsuo、Aotani Tomoyuki、Masuhara Hidehiko、Igarashi Atsushi
  • Journal Title: Science of Computer Programming Volume: 156 Pages: 104-120
  • DOI: 10.1016/j.scico.2018.01.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Harmonizing Signals and Events with a Lightweight Extension to Java (2018)
  • Author(s): Kamina Tetsuo、Aotani Tomoyuki
  • Journal Title: The Art, Science, and Engineering of Programming Volume: 2 Issue: 3
  • DOI: 10.22152/programming-journal.org/2018/2/5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Push-based reactive layer activation in context-oriented programming (2017)
  • Author(s): Kamina Tetsuo、Aotani Tomoyuki、Masuhara Hidehiko
  • Journal Title: Proceedings of the 9th International Workshop on Context-Oriented Programming (COP'17) Volume: 9 Pages: 17-21
  • DOI: 10.1145/3117802.3117805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A DSL for compensable and interruptible executions (2017)
  • Author(s): Inoue Hiroaki、Aotani Tomoyuki、Igarashi Atsushi
  • Journal Title: Proceedings of the 4th ACM SIGPLAN International Workshop on Reactive and Event-Based Languages and Systems Volume: 0 Pages: 8-14
  • DOI: 10.1145/3141858.3141860
• [Presentation] コエフェクト計算に基づく量化型の再形式化 (2019)
  • Author(s): 田辺 裕大
  • Organizer: 情報処理学会プログラミング研究会第124回プログラミング研究発表会
• [Presentation] ContextWorkflow: A Monadic DSL for Compensable and Interruptible Executions (2018)
  • Author(s): Inoue, Hiroaki
  • Organizer: ECOOP 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Context-Oriented Programming Approach to Dependency Hell (2018)
  • Author(s): Tanabe Yudai
  • Organizer: COP '18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 証明支援器Coqを使ったプログラミング言語の操作的意味論に基づく型安全性の拡張可能な形式化の研究 (2018)
  • Author(s): 奥河 諒, 青谷 知幸, 増原 英彦
  • Organizer: プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
• [Presentation] ContextWorkflow: 中断と償いのためのDSL (2018)
  • Author(s): 井上 裕昭, 青谷 知幸, 五十嵐 淳
  • Organizer: プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
• [Presentation] プログラミング言語へのバージョンの導入の研究 (2018)
  • Author(s): 田辺 裕大, 青谷 知幸, 増原 英彦
  • Organizer: プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ
• [Presentation] イベントとシグナルを統合したJavaの軽量な拡張SignalJ (2017)
  • Author(s): 紙名 哲生, 青谷 知幸
  • Organizer: 第19回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ（PPL2017)
  • Place of Presentation: 山梨県笛吹市石和温泉
• [Presentation] Towards Modular Reasoning for Context-Oriented Programs (2016)
  • Author(s): Tomoyuki Aotani and Gary Leavens
  • Organizer: The 18th Workshop on Formal Techniques for Java-like Programs
  • Place of Presentation: Rome, Italy
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Towards Automatic Decoration (2016)
  • Author(s): Tomoyuki Aotani and Tetsuo Kamina
  • Organizer: The -1th Workshop on New Object-Oriented Languages (NOOL) 2016
  • Place of Presentation: Amsterdam, The Netherlands
  • Int'l Joint Research