データ型

他のLispと同様に、型の決まったデータオブジェクトは変数ではない。 どの変数もその値として、どんなオブジェクトも持つことができる。 変数にオブジェクトの型を宣言することが可能であるが、 一般的にコンパイラで高速なコードを生成するための情報としてのみ 使用される。 数値は、ポインタの中で直接値として表現され、 そのほかは、ポインタにより参照されるオブジェクトにより表現される。 Sun4で実行する場合、ポインタおよび数値は図2で描かれているように long wordで表現される。 ポインタのLSBの2ビットは、ポインタ・integer・floatを識別するための tagビットとして使用されている。 ポインタはtagビットが全てゼロであり、オブジェクトのアドレスとして32ビット全て 使用できるので、EusLispは4GB以上のアドレス空間を利用することができる。

Figure 2: ポインタと直接値

数値

数値には、integerとfloat（浮動小数点）の2種類があり、 両方とも29ビットの値と１ビットの符号で表現される。 したがって、integerは536,870,912から536,870,911までの範囲となる。 floatは、正および負で4.8E38から3.8E38までの範囲を表現でき、 その有効数字は、十進数で約6桁すなわち浮動小数点誤差は1/1,000,000程度である。

数値は、いつもオブジェクトでなくポインタで表現される。 これは、EusLispのオブジェクト指向の唯一の例外事項である。 しかしながら、数値は決してヒープメモリを無駄にすることがないため、 数値を扱うアプリケーションでは、ガーベージコレクション の原因とならず有効に動作する。 有理数や複素数など、別の数字の型はEusLispのオブジェクトとして記述される。

EusLispは、文字型を持たないため、文字列はintegerで表現される。 文字コード表と無関係なプログラムを書くためには、 #\ 読みだしマクロが役に立つ。しかし、文字が読まれるとき、 数値表現に変換されるため、プリンタは #\ の表記法に対してどのように再変換すればよいのか解らない。

数値は、図2のlong wordの中に2つのtagビットを持っている。 それで、数値計算に使用するときは、シフトまたはマスクすることにより このビットを消す必要がある。 integerは数値シフトによりMSBの2ビットを無視し、floatはマスクにより LSBの2ビットを無視する。 VAXのようなアーキテクチャのためにByte swapも必要である。なぜなら、 意味を持つ最小の大きさのByteとして右端の1Byteが使用できないためである。

オブジェクト

数値でない全てのデータは、ヒープにおかれるオブジェクトで表現される。 それぞれのオブジェクトのメモリセルは、オブジェクトヘッダーと オブジェクト変数のための固定数のスロットを持っている。 ベクトルは、任意の要素から構成されるため、 sizeスロットをヘッダーのすぐ後に持っている。 図3はオブジェクトとベクトルおよび オブジェクトのヘッダーを描いたものである。 ここに示すslotとelementのワードだけがユーザーから アクセスすることができる。

Figure 3: オブジェクト・ベクトル・オブジェクトヘッダーの構造

ヘッダーは、6つの部分で構成されている。 MSBの2ビットmとbは、フィボナッチバディメモリ管理手法の中で、 隣接セルの終端を示すために使用される。

mark部分には、3つのマークビットがあり、それぞれ ガーベージコレクタ用のアクセス可能セルの認識、 プリンタ用の環状オブジェクトの認識（ #n=や#n#表記法でプリントアウトさせた時）、 copy-object用の分割オブジェクトのコピーとして使用される。 elmt部分は、ベクトル要素として使用可能な７つのデータ型（ pointer, bit, character, byte, integer, float, foreign-string） のうち1つを識別するために使用される。 しかしながら、elmtはクラスの中で利用可能なため、 クラスの構造と無関係なメモリ管理ができ、 要素の高速なアクセスができる。 bid部分は、メモリセルの物理的大きさを表現する。 31の違った大きさ（16MB以上）のメモリセルをこの5ビットで表現する。 下位のshort word (16ビット)は、クラスＩＤ(cid)として使用される。 これは、システムのクラステーブルを経由してオブジェクトのクラスを 引き出すために使用される。 このクラスIDは、伝統的なLispの型tagとみなすことができる。 cidは下位8ビットのみが使用され、上位8ビットは無視される。 したがって、クラスの最大数は256が限界であるけれども、 システムのクラステーブルにもっとメモリを配置するように EusLispを再構築することによって65536まで限界を引き上げることができる。

クラス継承

オブジェクトのデータ構造はクラスによって定義され、そして、それらの動作は クラス内のメソッドに定義されている。 EusLispにおいて、数ダースのクラスが図4に書かれているように 木構造化された継承のなかにすでに定義されている。 class-hierarchy関数を用いれば、実際の継承構造を見ることができる。 左端のクラスobjectは、EusLisp内の全てのクラスの根幹となるスーパークラスである。 ユーザーが定義したクラスは、これらの内部クラスのどれでも継承することができる。

Figure 4: 定義済みのクラス継承

クラスは、defclassマクロかdefstructマクロで定義される。

 (defclass class-name &key :super   class 

:slots 		 () 

:metaclass 		 metaclass 

:element-type 		 t 

:size  -1

) 

(defstruct struct-name slots...) 

(defstruct (struct-name [struct-options ...]) 

         (slot-name1 [slot-option...]) 

         (slot-name2 [slot-option...]) 

          ...) 

メソッドは、defmethodにより定義される。 defmethodは、特定のクラスについて何度でも存在することができる。

 (defmethod class-name  

(:method-name1 (parameter...) . body1) 

(:method-name2 (parameter...) . body2) 

...) 

内部クラスにおけるfield定義は、大部分が *eusdir*/c/eus.hのヘッダーファイルの中にある。

クラスは、(describe)関数によりクラス内の全てのスロット、 名前、スーパークラス、スロット名、スロット型、メソッドリスト、 などを表示することができる。 内部クラスの定義は次の通りである。 クラスobjectはスーパークラスを持たないため、このスーパークラスはNILである。

 (defclass object :super NIL :slots ()) 

 (defclass cons :super object :slots (car cdr)) 

 (defclass propertied-object :super object 

  :slots (plist))   ;property list 

 (defclass symbol :super propertied-object 

  :slots (value   ;specially bound value 


vtype 		                ;const(0),var(1),special(2)  


function 		             ;global func def 


pname 		  ;print name string 


homepkg)) 		            ;home package 

 (defclass foreign-pod :super symbol 

  :slots (podcode   ;entry code 


paramtypes 		      ;type of arguments  


resulttype)) 

 (defclass package :super propertied-object 

  :slots (names   ;list of package name and nicknames


uses 		  ;spread use-package list 


symvector 		 ;hashed obvector 


symcount 		  ;number of interned symbols 


intsymvector 		 ;hashed obvector of internal symbols 


intsymcount 		  ;number of interned internal symbols 


shadows 		 ;shadowed symbols 


used-by)) 		  ;packages using this package 

 (defclass stream :super propertied-object   

  :slots (direction   ;:input or :output, nil if closed 


buffer 		  ;buffer string 


count 		 ;current character index 


tail)) 		  ;last character index 

 (defclass file-stream :super stream 

  :slots (fd   ;file descriptor (integer)


fname))		 ;file name str; qid for msgq 

 (defclass broadcast-stream :super stream

  :slots (destinations))   ;streams to which output is elivered 

 (defclass io-stream :super propertied-object

:slots (instream outstream)) 

 (defclass socket-stream :super io-stream

:slots (address))   ; socket address 

 (defclass read-table  :super propertied-object 

       :slots (syntax   ; byte vector representing character types 

; 0:illegal, 1:white, 2:comment, 3:macro

; 4:constituent, 5:single_escape

; 6:multi_escape, 7:term_macro, 8:nonterm_macro 


macro 		 ;character macro expansion function


dispatch-macro)) 

 (defclass array :super propertied-object 

  :slots (entity  ;simple vector storing array entity 


rank 		 ;number of dimensions: 0-7 


fillpointer 		    ;pointer to push next element 


offset 		    ;offset for displaced array 


dim0,dim1,dim2,dim3,dim4,dim5,dim6))  ;dimensions 

 (defclass metaclass :super propertied-object 

    :slots   (name    ;class name symbol 


super 		   ;super class 


cix 		      ;class id 


vars 		     ;var name vector including inherited vars 


types 		    ;type vector of object variables 


forwards 		  ;components to which messages are forwarded 


methods)) 		  ;method list 

 (defclass vectorclass :super metaclass  

  :slots (element-type    ;vector element type 0-7


size)) 		  ;vector size; 0 if unspecified 

 (defclass cstructclass :super vectorclass  

  :slots (slotlist))    ;cstruct slot descriptors

 (defclass vector :super object :slots (size)) 

 (defclass float-vector :super vector :element-type :float) 

 (defclass string :super vector :element-type :char) 

 (defclass hash-table :super propertied-object 

   :slots   (lisp::key  ;hashed key vector


value 		 ; value vector


size 		 ; the size of the hash table


count 		 ; number of elements entered in the table


lisp::hash-function 		 


lisp::test-function 


lisp::rehash-size 


lisp::empty  lisp::deleted )) 

 (defclass queue :super cons) 

 (defclass pathname :super propertied-object 

   :slots   (lisp::host device  ; not used


directory 		 ; list of directories


name 		 ; file name before the last "."


type 		 ; type field after the last "."


lisp::version)) 		 ; not used 

 (defclass label-reference    ;for reading #n=, #n# objects 

  :super object 

:slots (label value unsolved next)) 

 (defclass compiled-code :super object 

   :slots   (codevector 


quotevector 


type   ;0=func, 1=macro, 2=special 


entry)) 		  ;entry offset  

 (defclass closure :super compiled-code 

:slots (env1 env2));environment 

 (defclass foreign-code  :super compiled-code  

   :slots   (paramtypes    ;list of parameter types


resulttype)) 		 ;function result type 

 (defclass load-module  :super compiled-code  

   :slots  (symbol-table   ;hashtable of symbols defined 


object-file 		 ;name of the object file loaded, needed for unloadin


handle)) 		 ;file handle returned by ”dlopen” 

型指定

Euslispは、deftype特殊書式を持っていないけれども、 型名は宣言や結果あるいは中身の型の指定を要求する関数の中で 使用される。 例えば、coerce, map, concatenate, make-arrayなど。 一般に、クラス名は(concatenate cons "ab" "cd") = (97 98 99 100)のように 型指定として使用することができる。このとき、Common Lispではconsの代わりに (quote list)を使用する。

Euslispは、数を表現するクラスを持っていないので、数の型はキーワードによって 与える必要がある。 :integer, integer, :int, fixnum, あるいは:fixnumが整数型を表現するために使用され、 :floatあるいはfloatが実数型を表現するために使用される。 make-arrayのelement-type引数においては、文字列を作るために :character, character, :byteやbyteを 認識する。 defcstruct, sys:peekやsys:pokeのような低レベルの関数も、 バイト毎にアクセスするために :character, character, :byteあるいはbyteを認識し、 short word毎にアクセスするために :shortあるいはshortを認識する。 どの場合においても、キーワードはpnameと同じ名前を持つlispパッケージのsymbol を選ぶべきである。