Add associative map constraints and range refinement

doc/manual/souce/language/constraints-and-defaults.md

@@ -133,10 +133,25 @@ Names = [...String];
 PositiveInts = [...(Int & > 0)];
 ```
 
-複数の配列制約を `&` で合成した場合、各 concrete 要素へすべての要素制約を合成する。
-要素が object schema の場合は、その schema に含まれる default も各要素へ適用される。
+複数の配列制約を `&` で合成した場合、各 concrete 要素をすべての要素 range で絞り込む。
+要素が object range の場合、右辺にしかない field は default の有無にかかわらず abstract のまま各要素へ残る。
+左辺にしかない field は右辺の field domain 外なのでエラーになる。
 要素制約のない `Array` primitive type は存在しない。
 
+## 連想配列制約
+
+連想配列制約は `{...T}` と書き、object の任意の field value を `T` に対して絞り込む。
+
+```dcdl
+Services = {...{
+    port = Int;
+    enabled = Bool default true;
+}};
+```
+
+key は schema で列挙せず、空 object も許容する。
+固定 object field と任意 key の value constraint を混在させる構文は現在サポートしない。
+
 ## default
 
 `default` は制約ではない。

doc/manual/souce/language/examples.md

@@ -39,15 +39,32 @@ Services = [...{
     port = Int default 8080;
 }];
 
-Services & [
+[
     { name = "api"; },
     { name = "worker"; port = 9000; },
-]
+] as Services
 ```
 
 抽象配列には要素制約が必須である。
 この例では、1 番目の要素の `port` は `8080` に materialize される。
 
+## 連想配列と範囲絞り込み
+
+```dcdl
+Service = {
+    port = Int;
+    enabled = Bool default true;
+};
+
+services = {
+    api = { port = 8080; };
+    worker = { port = 8081; enabled = false; };
+} as {...Service};
+```
+
+`api` と `worker` は任意の key であり、それぞれの value は `Service` より狭い範囲へ絞り込まれる。
+`as` の結果では `api.enabled` は abstract のまま残り、最終的に結果全体を materialize した時点で default の `true` が使われる。
+
 ## 関数と制約
 
 ```dcdl

doc/manual/souce/language/expression/array.md

@@ -30,8 +30,9 @@ Ports = [...(Int & >= 1 & <= 65535)];
 [...String] & ["api", "worker"]
 ```
 
-要素制約は object schema にもできる。
-要素 schema の default は、配列へ制約を合成するときに各要素へ適用される。
+要素制約は object range にもできる。
+右辺だけにある default 付き field は、配列へ制約を合成した時点では abstract のまま各要素に残る。
+その配列を後から materialize した場合にだけ default が使われる。
 
 ```dcdl
 Services = [...{
@@ -42,6 +43,9 @@ Services = [...{
 Services & [{ name = "api"; }]
 ```
 
+配列制約を concrete array に適用すると、各要素は要素 range に対して `as` と同じ規則で絞り込まれる。
+object の要素 range では左辺にしかない field がエラーになり、右辺にしかない field は abstract のまま残る。
+
 要素制約のない抽象配列型は提供しない。
 旧来の `Array` primitive type は使用できず、`[...T]` の `T` は必須である。
 `[String]` は配列制約ではなく、未解決の `String` 制約を 1 要素に持つ concrete array になる。

doc/manual/souce/language/expression/ascription.md

@@ -0,0 +1,75 @@
+# Range Refinement
+
+`narrower as wider` は、左辺が右辺より具体的で狭い範囲であることを確認し、両者を非対称に合成する演算である。
+
+```dcdl
+Int & > 10 as Int & > 0
+```
+
+この例は成功し、結果は左辺の狭い範囲 `Int & > 10` のままになる。逆向きの `Int as Int & > 0` は、左辺が右辺を満たすとは限らないため失敗する。
+
+## Object
+
+object では、右辺を field domain として左辺の field を確認する。
+
+- 左辺にしかない field は、右辺の domain 外なのでエラーになる。
+- 両側にある field は、左辺が右辺より狭いかを再帰的に確認し、左辺の狭い結果を使う。
+- 右辺にしかない field は、default の有無に関係なく未評価のまま結果へ残す。
+- 結果の field order は右辺の順序に従う。
+
+```dcdl
+partial = {
+    port = 8080;
+} as {
+    host = String;
+    port = Int;
+    enabled = Bool default true;
+};
+```
+
+`partial.port` は `8080` に具体化される。`partial.host` と `partial.enabled` は右辺由来の abstract field のままであり、`as` は `enabled` の default を選択も force もしない。
+
+その後 `partial` 全体を materialize すれば、通常の materialize 規則が適用される。この例では unresolved な `host` がエラーになり、`host` も具体化されていれば `enabled` の default がその時点で利用される。
+
+## Default
+
+default は範囲包含の根拠ではない。両側に同じ field がある場合、結果には左辺を使うため、右辺の default を左辺へ注入しない。
+
+```dcdl
+Int & > 0 as (Int default 1)
+```
+
+結果は default のない `Int & > 0` である。一方、右辺だけに残る object field は field 全体を保持するため、その abstract value が元から持つ default も保持される。
+
+## Map and array ranges
+
+`{...T}` は任意の object key を許可し、各 value が `T` より狭いことを確認する。
+
+```dcdl
+ports = {
+    http = 80;
+    https = 443;
+} as {...(Int & >= 1 & <= 65535)};
+```
+
+`[...T]` を右辺に使う場合も、すべての array element を `T` に対して絞り込む。
+
+## Concrete right-hand ranges
+
+primitive constraint や合成 constraint は通常どおり値を検証する。
+右辺が concrete scalar または array literal の場合は、左辺も同じ値または同じ長さ・要素構造である必要がある。
+function は右辺の範囲として使用できない。
+
+左辺は concrete value に限らない。処理系が包含を確認できる constraint 同士であれば abstract value も使用できる。primitive type、numeric bound、同一 regex / predicate、array/map の要素範囲は包含確認の対象になる。
+
+関数 parameter の `name: range` も、引数が force された時点で `as` と同じ絞り込み規則を使う。
+
+## Precedence
+
+`as` は `default` より低い、最も低い優先順位を持ち、左結合である。
+
+```dcdl
+narrow & overrides as Wider
+```
+
+これは `(narrow & overrides) as Wider` と解釈される。

doc/manual/souce/language/expression/composition.md

@@ -11,6 +11,9 @@ Port = Int & >= 1 & <= 65535;
 Config = MyConfig & { port = 8000; };
 ```
 
+object 同士では片側だけにある field も保持するため、`&` は方向を持たない。
+左辺が右辺より狭いことを確認し、右辺を field domain として合成したい場合は [`as`](./ascription.md) を使う。
+
 ## `//`
 
 `//` は右辺優先の構造的 patch を行う。

doc/manual/souce/language/expression/function-call.md

@@ -10,6 +10,8 @@ increment(41)
 
 引数は thunk として渡せる。
 関数本体内で引数が参照されたときに評価する。
+parameter に range が指定されている場合、引数は `narrower as wider` と同じ規則で絞り込まれる。
+parameter 側だけにある field は abstract のまま残り、default はこの時点では選択されない。
 
 関数呼び出し結果そのものはグローバルには memoize しない。
 フィールドに束縛された呼び出し結果は、そのフィールド thunk の評価結果として memoize される。

doc/manual/souce/language/expression/index.md

@@ -10,6 +10,7 @@ Expr
 ├─ identifier
 ├─ path reference
 ├─ object
+├─ map constraint
 ├─ array
 ├─ array constraint
 ├─ function
@@ -18,6 +19,7 @@ Expr
 ├─ match
 ├─ import
 ├─ composition
+├─ range refinement (`as`)
 ├─ default
 └─ string interpolation
 ```

doc/manual/souce/language/expression/object.md

@@ -37,3 +37,30 @@ MyConfig = {
     };
 }
 ```
+
+## Map constraint
+
+連想配列の制約は、object の任意の field value に同じ schema を適用する。
+
+```dcdl
+Services = {...{
+    port = Int;
+    enabled = Bool default true;
+}};
+```
+
+`{...T}` は key の集合を固定せず、すべての value が `T` を満たす object を表す。
+空 object も許容される。runtime と materialize 後の表現は通常の object と共通であり、別の map value variant は持たない。
+
+```dcdl
+services = {
+    api = { port = 8080; };
+    worker = { port = 8081; enabled = false; };
+} as Services;
+```
+
+各 entry は `as` によって右辺の field domain 内へ絞り込まれるため、左辺に `port` や `enabled` 以外の field があればエラーになる。
+右辺にしかない field は default の有無にかかわらず abstract のまま残る。
+host から渡した object は識別子構文に収まらない文字列 key も保持できるが、DCDL source の object field name は通常の識別子に限られる。
+
+固定 field と任意 key を一つの object schema に混在させる rest-field 構文は、現在サポートしない。

doc/manual/souce/language/functions.md

@@ -43,6 +43,7 @@ in
 - 関数はレキシカルスコープを持つ。
 - 関数は定義時の環境を参照として保持する。
 - 引数は thunk として渡され、必要になるまで評価されない。
+- parameter range がある引数は、force 時に `as` と同じ範囲包含・絞り込み規則で合成される。
 - 関数呼び出し結果そのものはグローバルには memoize しない。
 - フィールドに束縛された関数呼び出し結果は、そのフィールド thunk の評価結果として memoize される。
 - 再帰的な依存は thunk cycle として diagnostic になる。

doc/manual/souce/language/grammar.md

@@ -35,8 +35,9 @@ module          = { statement } ;
 statement       = field_definition , [ ";" ]
                 | expression , [ ";" ] ;
 
-expression      = default_expression ;
+expression      = as_expression ;
 
+as_expression      = default_expression , { "as" , default_expression } ;
 default_expression = patch_expression , [ "default" , default_expression ] ;
 patch_expression   = compose_expression , { "//" , compose_expression } ;
 compose_expression = logical_or_expression , { "&" , logical_or_expression } ;
@@ -56,6 +57,7 @@ path_suffix        = "." , identifier ;
 primary_expression = literal
                    | identifier
                    | comparison_constraint
+                   | map_constraint
                    | object
                    | array_constraint
                    | array
@@ -70,6 +72,7 @@ comparison_operator = "==" | "!=" | "<" | "<=" | ">" | ">=" ;
 comparison_constraint = ( "<" | "<=" | ">" | ">=" ) , expression ;
 
 object             = "{" , [ field_definition , { ";" , field_definition } , [ ";" ] ] , "}" ;
+map_constraint     = "{" , "..." , expression , "}" ;
 field_definition   = field_path , "=" , expression ;
 field_path         = identifier , { "." , identifier } ;
 
@@ -104,6 +107,7 @@ Precedence is highest first.
 9. `&`
 10. `//`
 11. `default`
+12. `as`
 
 Binary operators are left-associative except `default`, which is right-associative.
 

doc/manual/souce/language/operators.md

@@ -30,6 +30,7 @@
 | `&` | `lhs & rhs` | composition | value / constraint / object | constraint-preserving composition |
 | `//` | `lhs // rhs` | patch | object / value | right-biased structural patch |
 | `default` | `base default fallback` | default | abstract value | materialization fallback |
+| `as` | `narrower as wider` | range refinement | value / constraint / structure | narrower result plus untouched right-only ranges |
 
 `concrete scalar` は `String`、`Bool`、`Int`、`Float` を指す。
 
@@ -48,6 +49,7 @@
 9. `&`
 10. `//`
 11. `default`
+12. `as`
 
 同じ優先順位の二項演算子は左結合である。
 `default` は右結合である。
@@ -91,6 +93,7 @@ A & B
 - 両方が異なる具体値なら conflict になる。
 - 両方が object なら、フィールドごとに合成する。
 - 同じフィールドが両方にある場合、そのフィールド値を `&` で合成する。
+- 片方にしかないフィールドは、そのまま結果に保持する。
 - 矛盾が発生した場合はエラーになる。
 
 例:
@@ -188,12 +191,44 @@ object field 全体を特別に置き換えるための `replace(...)` 構文や
 
 object 全体を別構造にしたい場合は、patch 対象より外側で値を作り直す。
 
-## `&` と `//` の使い分け
+## `as`: range refinement
 
-`&` は制約を満たす具体化に使う。
+`as` は左辺が右辺より具体的で狭い範囲であることを確認する、非対称な絞り込み演算子である。
 
 ```dcdl
-ValidConfig = MyConfig & {
+Refined = {
+    port = 8000;
+} as {
+    port = Int & >= 1 & <= 65535;
+    host = String;
+    enabled = Bool default true;
+};
+```
+
+`port` は左辺の `8000` に具体化される。
+右辺にしかない `host` と `enabled` は abstract のまま結果へ残る。default の有無は、右辺だけの field を保持するかどうかに影響しない。
+`as` 自体は default を選択せず、後から結果を materialize した場合だけ通常の default 規則が働く。
+
+左辺にしかない object field は右辺の field domain 外なのでエラーになる。
+両側にある nested object、array constraint、map constraint は同じ規則で再帰的に絞り込む。
+
+abstract range 同士も包含を確認できる。
+
+```dcdl
+Int & > 10 as Int & > 0 # 成功し、Int & > 10 を返す
+Int as Int & > 0        # 失敗
+```
+
+`&` は対称な合成であり、片方だけにある object field を保持する。
+したがって、左右に方向を持つ絞り込みを `&` で代用しない。
+詳細は [Range Refinement](./expression/ascription.md) を参照する。
+
+## `&`、`//`、`as` の使い分け
+
+`&` は制約や部分構造を失わず、対称に合成する。
+
+```dcdl
+Combined = MyConfig & {
     port = 8000;
 };
 ```
@@ -208,3 +243,9 @@ ModifiedSchema = MyConfig // {
 
 `//` は右辺優先の patch であり、左辺の制約を常に保持するとは限らない。
 制約を保持したい場合は `&` を使う。
+
+左辺が右辺より狭いことを検証しながら合成する場合は `as` を使う。
+
+```dcdl
+RefinedConfig = NarrowConfig as WideConfig;
+```

doc/manual/souce/language/syntax.md

@@ -103,6 +103,7 @@ in
 match
 import
 default
+as
 true
 false
 ```
@@ -119,9 +120,10 @@ false
 &             制約合成
 //            patch 合成
 default       fallback 指定
+as            左辺から右辺への範囲包含確認と絞り込み
 =>            関数
 .             フィールド参照 / ドットパス定義
-...           配列の要素制約
+...           配列または連想配列の値制約
 ```
 
 演算子の優先順位は [合成演算子](./operators.md) で定義する。