構造体の定義
構造体は次のような形式で定義する。
構文＝
＜構造体名＞は 構造体 ＜変数名＞は ・・・ ＜変数名＞は ・・・ ＜集合名＞は ・・と ・・と ・・ ＜集合名＞は ・・と ・・と ・・ 全体は ・・・と ・・・と ・・・。
多次元配列との違いは、この寄せ集め方法が自由である点にある。きれいな配列構造を成している必要はなく、とにかく変数を好きな形に集め、さらにその集めたものを集める‥という方法で、最小構成の変数単位で、あるいはその上位の集合単位でアクセスできる。
簡単にするため、生徒数は３０人で、学科は、数学、英語、国語の３教科だけとすると、次の図のようなデータを想定することができる。
| 担任名 |
|---|
| 山田太郎 |
| 生徒名 | 数学 | 英語 | 国語 |
|---|---|---|---|
| 佐藤花子 | 75 | 80 | 80 |
| ・・・・ | ‥ | ‥ | ‥ |
| ・・・・ | ‥ | ‥ | ‥ |
| 〜略〜 | |||
| ・・・・ | ‥ | ‥ | ‥ |
この図を見ると、まず担任教師の名前の欄がある。次に 1 人につき、生徒名、および数学・英語・国語の書く成績の、合計して４項目からなる個人データがあり、この個人データが３０人分集まってクラスの成績を構成していると考えることができる。
この構成をプログラムとして記述したものが、次に示す構造体定義である。
成績簿は 構造体 担任名は 文字列実体 長さ ４０桁 生徒名は 文字列実体 長さ ４０桁 数学の成績は 変数 英語の成績は 変数 国語の成績は 変数 個人データは 生徒名と 数学の成績と 英語の成績と 国語の成績 全体は 担任名と ３０名分の 個人データ。
- 下位レベルから定義していく
- 最下位の定義は、必ず変数定義である
→ あらゆる種類の変数が定義可能（配列は不可）
→ データ領域定義が可能（○○は データ領域 長さ ...） （上級向け）- 変数の定義が終わったら、集合（変数の集まり）を定義する
- 集合の集合を定義してもよい
- 集合の定義を行うとき、下位変数または下位集合に対して、個数を指示することができる（このタイミングで配列ができる）
- 最上位（＝定義の最後）は必ず「全体は ......」で始まる集合定義とする（「全体」は予約語）
- 「。」を付けるのは、定義全体の終りに1ヶ所だけとする
上記のうち特に注意するのは、配列状のものを作る場合である。例えば、
と記述してはならない。変数定義の段階では普通に単純変数として定義し、その上位にて、その変数の集合を定義する形で個数指定することになる。数学の成績は ３０人分の 変数
構造体のアクセス
構造体のアクセスは大きく分けて、変数のアクセスと集合のアクセスに分けることができる。そして、そのおのおのについて、添え字が付く場合と、付けない場合がある。
添え字が付くのは、その変数や集合が、その上位集合定義において「○○個の ・・」という形式で個数指定されている（=配列状になっている）場合である。
というように記述してよい。担任名を 表示し ・・・・
次のものはいずれも添字付きでアクセスする必要がある。
生徒名（５番）を ・・し ←変数 数学の成績（５番）を ・・し ←変数 個人データ（５番）を ・・し ←集合
構造体内に定義された集合をアクセス
のように書いても良いのだが、以下のように集合のクリアを使えばもっと簡単になる。生徒１人分のデータ（集合）を定義したことによるメリットである。生徒名（５番）を クリアし 数学の成績（５番）を クリアし 英語の成績（５番）を クリアし 国語の成績（５番）を クリアし
上記の集合としてのアクセスは、配列名を添字無しで記述したとの挙動と同じである。「クリア」のほかに「入れる」が使える。以下のよう書けば、個人データをまるごと別の個人データとして複写できる。個人データ（５番）を クリアし
集合を単に書いた場合（読み出し）においては、その集合の文字列情報（アドレスとバイト数をパックしたもの）がスタックに積まれる。つまり、上記例の代入は、個人データ（５番）を 個人データ（６番）に 入れ
というような内部処理として扱われる。個人データ（５番）をつみ、 →文字列情報 （文字列情報が指すデータを） 個人データ（６番）に 入れる
多次元配列を実現する場合
まず、先ほどの成績簿を次のように拡張する。
上記で分かるように、「個人データは ・・・」の行までは先と同じであり、違うのは、その直後に「クラスデータ」という上位集合を定義した点である。「個人データ」の３０名分の集合として「クラスデータ」という上位集合を定義している。成績簿は 構造体 担任名は 文字列実体 長さ ４０桁 生徒名は 文字列実体 長さ ４０桁 数学の成績は 変数 英語の成績は 変数 国語の成績は 変数 個人データは 生徒名と 数学の成績と 英語の成績と 国語の成績 クラスデータは 担任名と ３０名分の 個人データ 全体は ４クラス分の クラスデータである。
例えば、３組の５番の生徒の数学の成績は、
のような引用になる。数学の成績（３組、５番）を 数値表示し ・・・
ここで「大きな重みの添え字から並べる」という重要な規則を知っておいて欲しい。これは我々を実社会での、「何年、何組、何番」とか、「○○丁目、○○番地」というように、大きな区分から先に記述するという慣習に合わせたものである。
構造体の要素数
構文＝
＜要素名＞の 要素数 → ＜要素数＞ 注：「要素名」は、構造体あるいは型紙の変数名あるいは集合名
「○○ の要素数」と書いた場合、その要素を参照する直上の集合定義で幾つの個数を指定しているかを示すものとなる。もし個数指定が無く単に列挙された場合の要素数は１となる。
さきほどの成績簿拡張版において要素数を参照した例を次に示する。
- 要素「数学の成績」は、直上の上位集合「個人データ」のメンバーとして引用されているが、この段階では個数指定は無いため、「数学の成績の 要素数」は１である
- 要素「個人データ」は、直上の上位集合「クラスデータ」のメンバーとして引用されており、この段階で個数３０が指定されているため、「個人データの 要素数」は３０となる
- 要素「クラスデータ」は、直上の上位集合「全体」のメンバーとして引用されており、この段階で個数４が指定されているため、「クラスデータの 要素数」は４となる
のようになる。↓生徒番号（最大で30） 数学の成績（ｎ、ｍ）を ・・・ ↑クラス番号（最大で4）
ちなみに、最上位集合である構造体名の要素数を参照すると１が返される。
退避用の構造体定義と代入
次のような特殊な構造体定義をおこなうことでできる。
構文＝
＜構造体名＞は 構造体 ○○と 同じサイズ。 注：「は」、「と」は必須送り仮名 注：「○○」は、既に定義されている構造体名あるいはその内部の集合名
このような構造体は、単に領域を確保することだけが目的なので、その内部の明細を書く必要はない。
上の定義により、「成績簿」と同じサイズの構造体が新たに定義される。そのような構造体の使用目的は、構造体の全体をここへに代入することで、その内容を退避することにある。成績簿控えとは 構造体 成績簿と 同じサイズ。
構造体同士は次のように丸ごと代入できる。
成績簿を 成績簿控えに 入れる
型紙
構造体を定義すると、内部の変数や集合の組み合わせとして「型」の定義が行われるが、同時にそのための「領域確保」も行われる。この２つを分離し、「型の定義」と「領域確保」を別にするための概念が「型紙」である。
この方法をとる利点としては、１つの型紙を使って複数の構造体を定義（実体を獲得）することができることが挙げられる。
- 注
- 他の言語、たとえばＣ言語で言うところの構造体は、Mindにおいては型紙に相当する概念であり、この点で用語の違いがある。
型紙の定義
定義の規則はほとんど構造体定義と同じであり、次のような形式で定義する。
（型紙の定義）
構文＝
＜型紙名＞は 型紙 ＜変数名＞は ・・・ ＜変数名＞は ・・・ ＜集合名＞は ・・と ・・と ・・ ＜集合名＞は ・・と ・・と ・・ 全体は ・・・と ・・・と ・・・。
（実体の定義）
構文＝
＜構造体名＞は 構造体 ＜型紙名＞。
（例）
[型紙の定義] 日時型は 型紙 ↑型紙名 年は 変数 月は 変数 日は 変数 曜日は 変数 日付情報は 年と 月と 日と 曜日 時は 変数 分は 変数 秒は 変数 時刻情報は 時と 分と 秒 全体は 日付情報と 時刻情報。
上のように、同じ型紙を使って複数の構造体（実体）を定義することができる。[型紙の適用] 日時情報１は 構造体 日時型。 日時情報２は 構造体 日時型。 ↑型紙名
型紙のアクセス
のように、単に要素変数を書けば良いのだが、要素変数が型紙のそれである場合は、次のように記述する必要がある。（通常構造体の要素の場合） 年を 数値表示し ・・・
つまり、（型紙要素の場合） 日時情報１の 年を 数値表示し ・・・
構文＝
＜親構造体＞の ＜型紙要素＞を ・・・ ↑親構造体に付ける送り仮名「の」は必須である
成績簿型は 型紙 ・・・・ ・・・・。 ○○高校の成績簿は 構造体 成績簿型。 △△とは ・・・・・ ○○高校の成績簿の 生徒名（５番）を ・・・ ↑添字のある型紙要素をアクセスする場合はこのように
親構造体のスタック渡し
上記では「構造体情報」という見慣れない変数型が使われている。これは文字列情報（定義文で言えば「○○は 文字列」）とほぼ同じものなのだが、特に構造体を指す情報であることが分かるようにこのようなデータ型名称を設けている。（構造体の実体がスタックに積まれるわけではなく、そこを指す情報がスタックに詰まれて本処理単語が呼び出されるという想定である）生徒名一覧表示とは （構造体情報 → ・） 成績簿情報は 構造体情報 成績簿情報に 入れ 個人データの 要素数を 回数指定し ↓生徒番号の表示 回数を 二桁で数値表示し 空白表示し 成績簿情報の 生徒名（回数）を 一行表示し 繰り返すこと。 ↑生徒名の表示 ○○高校の成績簿は 構造体 成績簿型。 △△とは 〜略〜 ○○高校の成績簿を 生徒名一覧表示する 〜略〜。
このような処理単語の作りにしておけば、型紙「成績簿型」を適用した複数の成績簿（の実体）に対して、１つの共通の処理単語のみで生徒名のリストを表示できる。
暗黙の構造体（型紙との連携で）
Mindの文法としてはこの通りなのだが、特別に、このような型紙要素の単独記述を可能にする方法があり、それが「暗黙の構造体」と呼ばれるものである。（ソースコード） 数学の成績（５）を 数値表示し ↓コンパイル結果 （エラーメッセージ） 型紙は単独では参照できません。
暗黙の構造体は次のように定義する。
構文＝
＜構造体名＞は 暗黙の構造体 ＜型紙名＞。
構文＝
日時を得る → ・
構文＝
年は 変数。 （1900〜） 月は 変数。 （1〜12） 日は 変数。 （1〜31） 時は 変数。 （0〜23） 分は 変数。 （0〜59） 秒は 変数。 （0〜59） 曜日は 変数。 （1〜 7 ‥ 1=日曜、7=土曜） 上記は厳密には通常変数ではなく構造体の要素変数なのだが、 とりあえずは簡単に「通常変数として参照できる」と理解して欲しい。
上の解説では、「年」や「月」といった変数は「とりあえずは簡単に通常変数として参照できる」と補足しているが、実はこれらの変数は以下のように定義された型紙の要素である。
本来であれば、型紙要素の単独記述（たとえば「年」とだけ書くこと）は許されないのだが、暗黙の構造体の概念を使うことでそれが可能になっている。日時型は 型紙 年は 変数 月は 変数 日は 変数 曜日は 変数 日付情報は 年と 月と 日と 曜日 時は 変数 分は 変数 秒は 変数 時刻情報は 時と 分と 秒 全体は 日付情報と 時刻情報。
Mindの標準ライブラリ内には以下のような定義がおこなわれている。
上記定義によって、構造体「日時情報」は、型紙「日時型」と結びつき、日時型の要素変数を単独記述した場合、たとえば、日時情報は 暗黙の構造体 日時型。
のように書いた場合、結果的に次のように書いたのと同じに扱われるようになる。年を 数値表示し ・・
「年」や「月」といった変数が「とりあえずは簡単に通常変数として参照できる」のはこの仕組みがあるからである。つまり、本来は型紙を適用した構造体定義であるにもかかわらず、あたかも通常構造体と同じような扱いを受けるため、結果的に型紙要素を単独でも（=通常構造体の要素のように）書けるようになるのである。日時情報の 年を 数値表示し ・・
