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次世代Scala「Dotty」 3つのねらい・7つの新しさをご紹介

Scala 3.3.1
最終更新：2020年9月28日

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この記事では、Scala 3（コードネーム：Dotty）が実現する3つのねらい、7つの変化について紹介します。

Scala 3に関して、開発の進捗状況については以下の記事をご覧ください。

参考：【2019年12月】Scala 3(Dotty)開発の進捗と2.13からの移行についての最新情報

3つの狙いとは

Martin Odersky教授と開発チームは、オブジェクト指向プログラミングと関数型プログラミングをScala 2よりもさらに高いレベルで統合してさらに使いやすいものとするために、DOT計算の研究やそれに続くDottyの開発が続けてきました。

Dottyを開発して次世代のScalaとすることの狙いは、大きく分けると3つのポイントとなります。

  • DOT計算に関する基礎研究の成果を反映して、Scalaの基礎をより確固たるものとする
  • 強力だが扱いにくさもあったimplicitなどの機能を洗練させて理解しやすいものとし、Scalaをさらに簡単で安全に使えるようにする
  • Scalaの言語構造をさらに一貫性の高い表現力豊かなものとする

7つの変化とは

この狙いを実現した結果、Scala 2からScala 3へはひじょうに様々なことが変化することとなりました。

その変化は、大きくは以下の7つに分けられます。

  • 基礎固め
  • 単純化
  • 制約の追加
  • 機能の削除
  • 機能の変更
  • 新機能の追加
  • 新しいメタプログラミング

基礎固め

フルモデルチェンジに伴い、Scala自体の理論的な強化が試みられています。

以下の4つの新機軸を導入することにより、高階型や暗黙の関数型といったDOTの中核的な機能をScalaでも実現できました。

  • 交差型
  • 合併型
  • 型ラムダ
  • コンテキスト関数

交差型（Intersection Types）

複合型withを置き換える形で、「交差型」を表す&が導入されました。

既にある機能の代替ではあるので、一般のScala利用者にとっては地味な変更ではあります。
しかしながら、Scala本体や一部のライブラリ作者などScalaのパワーユーザーにとっては強力な支援となるでしょう。

参考：「交差型」のご紹介：Scala 3の新しい型表現（１）

合併型（Union Types）

「合併型」を表す|が導入されました。交差型と対になる概念です。

以下のような書き方ができるようになりました。
findUserメソッドの引数に着目してください。

case class UserId(value: Int) extends AnyVal
case class Email(value: String) extends AnyVal
case class User()

def findUser(id: UserId | Email): User = {
    id match {
        case UserId(value) => lookupById(value)
        case Email(value) => lookupByEmail(value)
    }
}

詳しくは以下の記事をご覧ください。

参考：「合併型」のご紹介：Scala 3の新しい型表現（２）

型ラムダ

「型ラムダ」を表す =>> が導入されました。
高階型コンストラクタを記述しやすくなり、高度な開発者の痒い所に手が届くようになりました。

参考：「型ラムダ」のご紹介：Scala 3の新しい型表現（３）

コンテキスト関数

参考：「コンテキスト関数」のご紹介：Scala 3の新しい型表現（４）

単純化

トレイトパラメータ

参考：「トレイトパラメータ」のご紹介：Scala 3のパワーアップした表現力（１）

所与（given）インスタンス

using句

拡張メソッド

非透過型エイリアス

トップレベル定義

Scala 3.0からは、トップレベルにさまざまな定義ができるようになります。

参考：トップレベル定義の導入とパッケージオブジェクトの廃止について：Scala 3のパワーアップした表現力（３）

可変長引数パターン（Vararg Patterns）

参考：「可変長引数パターン」のご紹介：Scala 3のパワーアップした表現力（２）

クリエイターアプリケーション（Creator Application）

参考：newキーワードを不要にする「クリエイターアプリケーション」とは？：Scala 3のパワーアップした表現力（４）

制約の追加

暗黙の型変換

所与のインポート

型射影

Scala 3より、抽象型を型射影することができなくなります。

参考：型射影：Scala 3で廃止予定の機能（７）

多元的同一性

@infixと@alpha

機能の変更

Structural Types

名前によるパターンマッチ

イータ変換 (eta expansion)

Implicit Resolution

新機能の追加

列挙型（Enums）

列挙型については既にこちらの記事で解説しています。

参考：列挙型(enum)の使い方

Parameter Untupling

依存関数型 (Dependent Function Types)

多相関数型 (Polymorphic Function Types)

カインド多相 (kind polymorphism)

新しいマクロでのメタプログラミング

マッチ型

インライン

クォートとスプライス

型クラス導出

名前渡しコンテキストパラメータ

その他の変更点

22個制限（Limit 22）

タプルやメソッド引数に掛かっていた22個制限は撤廃されます。
これにより23個以上の要素をもつタプルや、23個以上の引数を受け取るメソッドを手軽に扱えるようになりました。

参考：タプルと関数が限界突破！22制限の撤廃について：Scala 3のパワーアップした表現力（４）

機能の削除

多くの機能が削除されたり、他の機能で代替されたりしています。
詳しくはこちらの記事を参照するか、個別の記事をご覧ください。

参考：Scala 3で変更・廃止予定の機能と移行作業についてのまとめ

複合型 (compound types)

上述のように、複合型は、よりパワーアップした「交差型」に置き換えられます。

参考：「交差型」のご紹介：Scala 3の新しい型表現（１）

DelayedInitトレイト

Appトレイトが継承していたDelayedInitトレイトは廃止されます。
Scala 3.0には実装されませんでした。
代替手段は用意されていません。
Appトレイトの使用箇所には影響があるので注意してください。

参考：DelayedInitの解説：Scala 3で廃止予定の機能（１）

存在型（Existential Types）

forSomeキーワードを使用した存在型は廃止され、使用しない場合も限定的なサポートとなります。
代替として経路依存型を使用してください。

参考：forSomeによる存在型：Scala 3で廃止予定の機能（６）

手続き型構文（Procedure syntax）

以下のような手続き型構文は廃止されます。

def f() { ... }

Scala 3.1までに書き換えてください。

参考：手続き型構文：Scala 3で廃止予定の機能（８）

クラスシャドウイング（Class Shadowing）

クラスシャドウイングは、継承先の内部クラスと同名の内部クラスを定義してオーバーライドせずに上書きする機能です。
クラスシャドウイングは3.0にて廃止されるので、名前を変更するなどして対応する必要があります。

参考：クラスシャドウイング：Scala 3で廃止予定の機能（10）

XMLリテラル

XMLリテラルは将来的に廃止されます。
文字列補間にxml補間子（xml" ... "）が導入される計画があります。

参考：XMLリテラルの解説：Scala 3で廃止予定の機能（２）

シンボルリテラル

シンボルリテラル（例：'symbol）は廃止されます。
シンボルオブジェクト（Symbol）に置き換えられますが、いずれシンボルオブジェクトも廃止されます。

参考：シンボルリテラルの解説：Scala 3で廃止予定の機能（３）

自動適用 (auto application)

自動適用とは、()付きで定義したメソッドを()なしでも呼び出せる機能です。
詳しくは以下の記事を参照してください。

参考：自動適用：Scala 3で廃止予定の機能（14）

弱適合 (weak conformance)

「弱適合」は、数値型をとるリストの型が揃わない場合に、他の数値型へ自動的に変換する機能です。
弱適合は必要以上に強力だったので廃止されることになりました。
Intのみを対象とする、より穏やかな機能に置き換えられました。

参考：弱適合：Scala 3で廃止予定の機能（13）

Auto tupling

(WIP)

do-while文

do-while文は廃止されます。
while文で書き直してください。

参考：do-while文の解説：Scala 3で廃止予定の機能（４）

先行初期化（Early Initializers）

トレイトにパラメータを渡せないことの回避策として行われてきた「先行初期化」は廃止されました。
3.0より導入されたトレイトパラメータを使用しましょう。

参考：先行初期化：Scala 3で廃止予定の機能（９）
参考：「トレイトパラメータ」のご紹介：Scala 3のパワーアップした表現力（１）

Scala 2のマクロ

Scala 2のマクロは廃止され、Scala 3用の新しいマクロが導入されました。

参考：Scala 2のマクロ：Scala 3で廃止予定の機能（５）

大域脱出（Nonlocal Returns）

大域脱出は非推奨となりました。

参考：大域脱出：Scala 3で廃止予定の機能（11）

[this]修飾子

private[this]やprotected[this]は廃止されました。

参考：［this］修飾子：Scala 3で廃止予定の機能（12）

パッケージオブジェクト

上述のように、トップレベル定義が可能となるため、パッケージオブジェクトは廃止されます。

参考：トップレベル定義の導入とパッケージオブジェクトの廃止について：Scala 3のパワーアップした表現力（３）

移行について

参考：Scala 3に用意された移行オプションの使い方まとめ
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