エラー処理を書いてはいけない

田中英行 [email protected]
2011/12/08 @PFIセミナー

自己紹介

エラー処理を書いてはいけない

本日の概要

エラー処理を抽象化しようというお話です

エラーは処理しなければならない


 
 
エラー処理を書いてはいけない

≠

エラー処理をしてはいけない

 
 
(※もちろん、エラーを処理する必要はあります)

??

つまりどうしろと？

エラー処理を書かずにエラーを処理しろということなんだよ！！！

cf. 書いてはいけないシリーズ

リソース開放を書いてはいけない
（認知度：高）

ロック処理を書いてはいけない
（認知度：中）

エラー処理を書いてはいけない
（認知度：？）


ときにに現代社会 ――


エラー処理をきっちり書く人は良いプログラマ

でも、そんなことはない

エラーにまつわるエトセトラ

エラー処理とはなんなのか？

エラーとは何か？

エラー処理に必要なこと

エラー通知あれこれ

intの返り値としてエラーを返す

int foo(...)
{
  int fd = open(...);
  if (fd < 0) return -1;
  int fe = open(...);
  if (fe < 0) {
    close(fd);
    return -1;
  }
  int ff = open(...);
  if (ff < 0) {
    close(fe);
    close(fd);
    return -1;
  }
  ...
}

Pros and Cons

Cons

なぜか goto 論争に発展

int foo()
{
  int fd = 0, fe = 0, ff = 0;
  fd = open(...);
  if (fd < 0) goto finally;
  fe = open(...);
  if (fe < 0) goto finally;
  ff = open(...);
  if (ff < 0) goto finally;

  ...

finally:
  if (fd > 0) close(fd);
  if (fe > 0) close(fe);
  if (ff > 0) close(ff);
  return -1;
}

実際の例

エラー時にnullを返す

返り値をエラーとのタプルにする

返り値をエラーとの直和型にする

parseCXX :: String -> Either ParseError Syntax
parseCXX = ...

foo str =
  case parseCXX str of
    Left err -> error $ show err
    Right ast ->
      case syntaxAnal ast of
        Left err -> error $ show err
        Right code ->
          ...

Pros and Cons

オブジェクトをエラー状態にする

int main(int argc, char *argv)
{
  ifstream ifs(argv[1]);
  vector<uint8_t> buf(100);
  ifs.read(&buf, 100);
  if (!ifs) {
    // error is occured!!
    ...
  }
  return 0;
}

Pros and Cons

初心者にはオススメしない… （例外が使えない環境での苦肉の策として用いられることが多いか）

例外を投げる

Pros and Cons

例外安全性

例外が起こっても、プログラムの実行がおかしくならないという性質

全人類が読むべき本：堂々の第一位

Exceptional C++ を何故読まねばならないのだろうか？

例外安全はむずかしいのです

Exceptionalで読むまで全く気づきもしませんでした。

Javaのthrows問題

template <class F>
void foo(F f)
{
  f();
}

このようなものがJavaで書けるか？ （throwsに何を書けばいいのか）

エラー処理いろいろありますが…

書かないエラー処理

書かないエラー処理とは

DRY


 
Don't

Repeat

Yourself

何故か抽象化されない

気を付けなければならない
⇔間違える

気を付けなければならないということは 必ずミスを犯すということ

バグを潰す
 ⇒ バグをジェノサイドする

大まかなアプローチ

エラー生成 <-> 利用する関数 <-> エラー処理 これらを分離する

エラー生成関数を利用する関数もまたエラー生成関数へ。

任意のエラー生成関数に対してエラーを処理できるバックエンドを たった一回実装。


 
 
 
 
そんな事出来るんですか？

できるんです。


 
 
 
 
そう、Haskellならね。

Haskellでのエラー処理

Haskellでのエラー通知手段あれこれ

実はどれも同じように扱える

どれをつかってもいいんです。 モナドのフレームワークを使えば。

異なるエラー型ごとに、床下の配線を（コンパイラが）組み替える

エラー処理を書いてみる ： Maybe

extractJson json =
  let mbusr = lookupJson json "user" in
  case mbusr of
    Nothing -> Nothing
    Just usr ->
      let mbmeta = lookupJson usr "meta" in
      case mbmeta of
        Nothing -> Nothing
        Just meta ->
          let mbname = lookupJson user "name" in
          ...

エラー処理を書いてみる ： Maybeモナディック

extractJson json = do
  user <- lookupJson json "user"
  meta <- lookupJson json "meta"
  name <- lookupJson json "name"
  ...

モナド使おう！

ここで重要なこと

前の例で重要なことは、 モナディックに記述してあるので、 Maybeについては一切言及していないということ


 　　　⇒


 何のエラー表現に対しても使える！

Monad as a Context

IOモナドの能力

IO モナドチートだった…

たまによくある インターフェース

IOとMaybeかぶってるよ！

getHttp :: String -> IO (Maybe Response)
getHttp url = ...

こういうのはIOだけで良い

getHttp :: String -> IO Response
getHttp url = ...

最新のインターフェース

最新の手法を用いた定義

getHttp :: (MonadIO m, Failure HttpError m) => String -> m Response

エラーを包括的に扱うフレームワーク

型は雄弁に語る

型を見れば何が起こるか大体わかる

getHttp :: (MonadIO m, Failure HttpError m) => String -> m Response

使用例

IOでも。

main :: IO 
main = do
  resp <- getHttp "http://tanakh.jp"
  ...
  `catch` ...

ErrorT IO でも。

main = do
  resp <- runErrorT $ do
    getHttp "http://tanakh.jp"
  print resp -- Either HttpError Response

モナディックアプローチの良いところ

Alternativeとの組み合わせ

失敗した時の代替操作とか

foo :: IO String
foo = readFile "hoge" <|> readFile "hoge.exe"

失敗するまで繰り返すとか

bar :: IO [Int]
bar = many (readIO =<< getLine)

まとめ