最小の Ruby 型チェッカー chibirigor を作りながら学ぶ

最小のRuby型チェッカーchibirigorを、手を動かして作りながら学ぶオンラインチュートリアルです。

chibivueというVue.jsを小さく作り直して学ぶ本に倣って、ここではRuby向けの漸進的型チェッカーであるRigorを小さく作り直して学びます。

この本で得られるもの

数十〜数百行のRubyを書きながら、次の問いに自分の手で答えられるようになります：

型チェッカーは、ソースコードからどうやって型を「推論」するのか。
なぜRigorは「型の付かないコード」を拒まず、それでも矛盾だけを報告できるのか。
「動くコードを脅かさない（never frighten working code）」とは、設計としてどういうことか。

読み終えると、check（型診断）とannotate（推論した型の表示）が動く小さな型チェッカーが手元に残り、本物のRigorのソースを読む足がかりが得られます。

対象読者と前提知識

Ruby中級者：クラス、モジュール、case/when、ブロックを普通に読み書きできること。
型システムの理論知識は不要（前編）。前編の本体で使う概念は、その都度やさしく導入します。
前提とするのはRubyだけ。数式や証明は前編では使いません（後編で扱います）。

二巻構成

Schemeの名著（The Little Schemer / The Seasoned Schemer）にならい、二巻に分かれています。

前編 = The Little chibirigor（little/）：やさしい導入。check/annotateが動く最小実装をPart 0〜9で作り切ります。コードは前編だけで動き切り、形式的な理論は後編へ譲ります。
後編 = The Seasoned chibirigor（seasoned/）：熟練編。前編で作ったものの裏側を、形式の言葉で読み解く巻です（双方向型付け、部分型と変性、ジェネリクス、再帰型、型推論、FactStore、健全性）。記法と用語を扱います。

どちらから読んでもよいですが、初めてなら前編 → 後編の順を勧めます。

各章を貫く三つの視点

各章は、小さな三つの視点（パースペクティブ）から書かれています。「① 型理論 ↔ ② Ruby/RBS ↔ ③ Rigor実装」を重ね合わせる構成です（くわしくはPart 0で）。

各章末には、手を動かして確かめるための演習があります。巻末に用語集（glossary.md）と、巻をまたぐ参照情報をまとめた付録（appendix/）も用意しました。

参考書（任意）

型理論をもう一段深く覗きたい方のために、各章の脇に参考書メモを添えます。どちらも必読ではありません（無くても本書だけで完結します）。

『しくみ』：遠藤侑介『型システムのしくみ ― TypeScriptで実装しながら学ぶ型とプログラミング言語』（ラムダノート）。
『TAPL』：Benjamin C. Pierce『型システム入門 ― プログラミング言語と型の理論』（オーム社。原著Types and Programming Languages）。英語で読むなら原著がそのまま参照先になります。

対応早見表は付録a4に一元化しています。

環境構築

Ruby 3.4以降（パーサのPrismが同梱）があれば動きます。テストフレームワークも使いません。

$ git clone <このリポジトリ>
$ cd chibirigor
$ ruby exe/chibirigor check    path/to/file.rb   # 型診断
$ ruby exe/chibirigor annotate path/to/file.rb   # 推論型の表示

本文のコードを写経していくなら、自分の作業ディレクトリにlib/を作り、章ごとにファイルを育てていけば十分です。各章のコードはすべて、実際のPrism/Rubyで動作することを確認しています。

Part	テーマ
0	はじめに：推論を土台にした型チェッカー
1	リテラルと算術
2	メソッド送信とディスパッチ
3	ローカル変数と不変Scope
4	型が一本に決まらないUnion
5	場合分けで型を絞るナローイング
6	ハッシュと配列の型
7	受理判定と三値
8	RBSと型シグネチャ
9	gradualの哲学（最終章）

後編The Seasoned chibirigor（読み解く）

Part	テーマ
1	双方向型付けの正体
2	部分型と変性
3	ジェネリクスと型代入
4	μ と余帰納でみる再帰型
5	引数を埋める本物の型推論
6	完全なFactStore
7	健全性と正規化、そして「わざとunsound」
8	本物のRigorへ（最終章）

付録

a1特別な型カタログ：untyped/void/never/Top/Bot
a2ナローイングのパターン集（後編Part 6の予習。前編だけなら飛ばし可）
a3道具：--explain/型表示の二段構え/trace/dispatchカスケード
a4参考書とADRの対応早見表
a5他言語からの橋渡し：null安全、名前的と構造的の部分型、HashShapeの系譜、無タグのUnion

では、Part 0から始めましょう。