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ポインター

Wave Explicit Memory Type Model​

Waveのポインタ設計はWave Explicit Memory Type Modelを基にしています。 このモデルは、ポインタと配列を文法的トリックやライブラリ抽象化ではなく、言語レベルの明示的なメモリタイプとして定義することを目標としています。

このような設計により、Waveではポインタを ptr<T> 形式のタイプで表現し、 これは特定のタイプ T の値を保存しているメモリアドレスを指すタイプであることを明確に示します。 このアプローチはポインタを演算子や宣言文法ではなく、 タイプシステムの一部として扱うことでメモリ構造をより直感的で一貫性のあるものにします。

Waveにおいて、ポインタは ptr<T> 形式の明示的な型です。 アドレスの取得には &、逆参照には derefを使用します。

宣言と初期化​

var x: i32 = 10;
var p: ptr<i32> = &x;

ポインタ型はネスト可能です。

var p1: ptr<i32> = &x;
var p2: ptr<ptr<i32>> = &p1;

逆参照​

var x: i32 = 10;
var p: ptr<i32> = &x;

println("{}", deref p); // 10
deref p = 20;
println("{}", x);       // 20

nullリテラルの規則​

nullは正式なリテラルです。 識別子ではなく、変数名として使用することはできません。

核心規則:

  • nullは ptr<T> ターゲットだけに代入できます。
  • i32、bool、array<...>のような非ポインタ型には代入できません。
  • 整数リテラル (0、123、-1 など) でポインタを初期化することはできません。 明示的にnullを使用します。
var p: ptr<i32> = null;
var arrp: ptr<array<i32, 3>> = null;

// var n: i32 = null;  // ERROR
// var b: bool = null; // ERROR

ポインタの算術​

Waveは次のポインタ演算をサポートしています。

  • ptr + int: GEPベースのポインタの前進
  • int + ptr: 同じ動作
  • ptr - int: GEPベースのポインタの後退
  • ptr - ptr: i64 バイト差の計算

ポイント:

  • ptr<T> +/- n は T のサイズ(sizeof(T))に基づいて移動します。
  • すなわち ptr<i32> + 3 はバイト単位で +12 移動します。
var base: ptr<i32> = 0x1000 as ptr<i32>;

var p1: ptr<i32> = base + 3; // 0x1000 + 12
var p2: ptr<i32> = 2 + base; // 0x1000 + 8
var p3: ptr<i32> = base - 1; // 0x1000 - 4

var diff: i64 = p1 - base;   // 12 (バイト差)

ポインタの比較​

ポインタは比較に使用できます。

if (p == null) { ... }
if (p != null) { ... }
if (p1 == p2) { ... }

配列との関係​

ポインタ配列:

var a: i32 = 10;
var b: i32 = 20;
var arr: array<ptr<i32>, 2> = [&a, &b];
println("{} {}", deref arr[0], deref arr[1]);

配列ポインタ:

var p: ptr<array<i32, 3>> = &[1, 2, 3];
if (p != null) {
    println("{}", deref p[1]);
}

安全ノート​

Waveは現在、Rustのような所有権/ライフタイムベースのポインタ安全モデルではありません。 したがって、null参照外しを自動的に防ぐことはありません。 deref前に明示的にnullチェックを入れるパターンを推奨します。