Rational / Complex / Range / Set — ConstantFolding カバレッジ監査

2026-05-22生成。Ruby 4.0のRational(3,4).methods - Object.new.methods等から型ごとに 固有メソッドを抽出し、現在の精度カバレッジを分類する。
実際のfold動作はRigor::Inference::MethodDispatcher.dispatchを使ったライブ計測による。

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凡例

記号	意味
✅	ConstantFolding（カタログ経由invoke_unary/invoke_binary・特殊リフト）またはRbsDispatchの定数特化で実装済み
🔷	別ティア処理済み（RBSで十分精度が出る、またはpurity:dispatchでfold不可）
🔲	未実装だがConstant[T]精度向上の価値あり
🚫	非対象（破壊的変更・例外を投げる・Enumerator返却・ランタイム依存）

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1. Rational

列挙元: Rational(3,4).methods - Object.new.methods → Ruby 4.0.5
実装ファイル: lib/rigor/inference/method_dispatcher/constant_folding.rb
カタログ: data/builtins/ruby_core/rational.yml — C実装のメソッドのみ記録。

1-1. メソッド一覧

メソッド	状態	計測値（Rational（3,4））	備考
numerator	✅	3	カタログ:leaf → invoke_unary
denominator	✅	4	同上
-@	✅	(-3/4)	同上
abs	✅	(3/4)	同上
magnitude	✅	(3/4)	absの別名
floor	✅	0	同上
ceil	✅	1	同上
truncate	✅	0	同上
round	✅	1	同上
to_i	✅	0	同上
to_f	✅	0.75	同上
to_r	✅	(3/4)	同上
rationalize	✅	(3/4)	同上
hash	✅	1516034510...	同上
to_s	✅	"3/4"	同上
inspect	✅	"(3/4)"	同上
positive?	✅	true	同上
negative?	✅	false	同上
real?	✅	true	RbsDispatch定数特化（Numeric RBSに() -> true）
imag	✅	0	RbsDispatch定数特化（() -> 0）
imaginary	✅	0	imagの別名、同上
+	✅	(5/4)	カタログ:leaf_when_numeric、Rational引数でfold
-	✅	(1/4)	同上
*	✅	(3/8)	同上
/	✅	(3/2)	同上
**	✅	0.866…	同上（結果がFloatに変わる場合あり）
<	✅	false	同上（比較演算子）
<=	✅	false	同上
>	✅	true	同上
>=	✅	true	同上
<=>	✅	1	同上
quo	✅	(3/2)	カタログ:leaf_when_numeric
divmod	✅	[1, (1/4)]	try_fold_divmod → Tuple[Constant[q], Constant[r]]
==	🔷	—	purity: dispatch。RBS boolで十分
infinite?	🔷	`Integer	nil`
finite?	🔷	`false	true`
+@	🔷	—	selfを返すunary + — RBSでRationalに解決。現行で十分
between?	🔷	—	Comparableモジュール経由。RBSでbool
clamp	🚫	—	引数の組み合わせが多く戻り型が複雑
coerce	🔷	[Numeric, Numeric]	戻りが[Numeric, Numeric] — RBSで十分
zero?	✅	`false	true`
integer?	✅	`false	true`
nonzero?	✅	`Rational	nil`
real	✅	Rational	RATIONAL_UNARYに追加済み。Constant[Rational]。
rect / rectangular	✅	[Rational, Numeric]	NUMERIC_ARRAY_UNARY_METHODSに追加済み（Rationalチェック含む）。Tupleリフト。
polar	✅	`[Rational, Float	Integer]`
abs2	✅	Rational	RATIONAL_UNARYに追加済み。Constant[Rational]。
arg / angle / phase	✅	`0	Float`
conj / conjugate	✅	Rational	RATIONAL_UNARYに追加済み。Constant[Rational]。
div	✅	Integer	RATIONAL_BINARYに追加済み。Constant[Integer]。
modulo / %	✅	Rational	RATIONAL_BINARYに追加済み。Constant[Rational]。
remainder	✅	Rational	RATIONAL_BINARYに追加済み。
fdiv	✅	Float	RATIONAL_BINARYに追加済み。Constant[Float]。
to_c	🔲	Complex	Complex(self, 0) → Constant[Complex]。ComplexがSCALAR_CLASSESにあれば可。低優先度
i	🔲	Complex	Complex(0, self)を返す。同上。低優先度
step	🚫	—	反復子
singleton_method_added	🚫	—	内部フック
to_int	✅	—	to_iの別名、同等のfold

1-2. 優先度別チェックリスト

🔴 高優先度（なし — 主要な数値演算はすべて実装済み）

🟡 中優先度（全項目実装済み）

• zero?, integer? → RATIONAL_UNARY Setに追加済み
• real, abs2, conj/conjugate → 同上
• rect/rectangular → NUMERIC_ARRAY_UNARY_METHODS拡張済み
• div → RATIONAL_BINARY Setに追加済み

🟢 低優先度（全項目実装済み）

• nonzero?, polar, arg/angle/phase → 上記Set追加で対応済み
• modulo, %, remainder, fdiv → 上記Set追加で対応済み
• to_c, i → ComplexがConstantキャリアに入っているため原理的に可

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2. Complex

列挙元: Complex(3,4).methods - Object.new.methods → Ruby 4.0.5
実装ファイル: constant_folding.rb (catalog + COMPLEX_ARRAY_UNARY_METHODS)
カタログ: data/builtins/ruby_core/complex.yml

2-1. メソッド一覧

メソッド	状態	計測値（Complex（3,4））	備考
real	✅	3	カタログ:leaf → invoke_unary
imaginary / imag	✅	4	同上
-@	✅	(-3-4i)	同上
abs / magnitude	✅	5.0	同上
abs2	✅	25	同上
arg / angle / phase	✅	0.927…	同上
rect / rectangular	✅	[3, 4]	COMPLEX_ARRAY_UNARY_METHODS → Tupleリフト（前セッションで実装）
polar	✅	[5.0, 0.927…]	同上
conjugate / conj	✅	(3-4i)	カタログ:leaf
real?	✅	false	カタログ:leaf
numerator	✅	(3+4i)	同上
denominator	✅	1	同上
hash	✅	821720373…	同上
finite?	✅	true	同上
infinite?	✅	nil	同上（ComplexがNaN/Infinite要素を持つ場合nilでない）
to_c	✅	(3+4i)	同上（selfを返す）
+	✅	(4+6i)	カタログ:leaf_when_numeric
-	✅	(2+2i)	同上
*	✅	(-5+10i)	同上
/	✅	((11/5)-(2/5)*i)	同上
**	✅	(-0.41…-0.66…i)	同上
quo	✅	((11/5)-(2/5)*i)	カタログ:leaf
fdiv	✅	(2.2-0.4i)	同上
==	✅	false	カタログ:leaf
eql?	✅	false	同上
integer?	🔷	`false	true`
+@	🔷	—	selfを返すunary +。RBS Complexで十分
coerce	🔷	[Complex, Complex]	戻り型複雑。RBSで十分
<=>	🔷	—	purity:dispatch。Complexには全順序なし（nilを返す）。RBSで十分
to_s	🔷	String	purity: dispatch（複素数の文字列化が部品に依存）。fold不可
inspect	🔷	String	同上
rationalize	🚫	—	虚部が0でない場合RangeErrorをraise。推論時安全でない
to_i	🚫	—	同上
to_f	🚫	—	同上
to_r	🚫	—	同上
to_int	🚫	—	同上
nonzero?	✅	`Complex	nil`
zero?	✅	`false	true`
singleton_method_added	🚫	—	内部フック

2-2. 優先度別チェックリスト

🔴 高優先度（なし — 前セッションで主要ギャップを解消済み）

🟡 中優先度（全項目実装済み）

• zero?, nonzero? → COMPLEX_UNARY Setに追加済み（unary_ops_forのComplexケース追加）

🟢 低優先度（上記のみ）

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3. Range

列挙元: (1..5).methods - Object.new.methods → Ruby 4.0.5
実装ファイル: constant_folding.rb（RANGE_FOLD_METHODS, try_fold_range_constant_unary）
カタログ: data/builtins/ruby_core/range.yml

3-1. メソッド一覧

メソッド	状態	計測値（（1..5））	備考
begin	✅	1	カタログ:leaf → invoke_unary
end	✅	5	同上
exclude_end?	✅	false	同上
hash	✅	-800979437…	同上
to_s	✅	"1..5"	同上
first（0引数）	✅	1	try_fold_range_constant_unary
last（0引数）	✅	5	同上
min（0引数）	✅	1	同上
max（0引数）	✅	5	同上
size	✅	5	同上（RANGE_FOLD_METHODSに:sizeあり）
count（0引数）	✅	5	同上（:countあり）
to_a	✅	[1, 2, 3, 4, 5]	range_to_a_tuple → Tuple[Constant…]
to_set	✅	Set[1, 2, 3, 4, 5]	meta_newのset_new_lift経由 → Constant[Set]
include?	✅	true	カタログ:leaf + binary fold
member?	✅	true	include?の別名（カタログに同エントリー）
cover?	✅	true	カタログ:leaf + binary fold
===	✅	true	カタログ:leaf + binary fold
inspect	🔷	String	purity: dispatch（begin/endのinspectを呼ぶ）。fold不可
==	🔷	—	purity: dispatch。RBS boolで十分
eql?	🔷	—	purity: dispatch。同上
overlap?	🔷	`false	true`
bsearch	🚫	—	purity: dispatch、ブロック依存
step	🚫	—	反復子
each	🚫	—	反復子
reverse_each	🚫	—	反復子
%	🚫	—	Enumerator / ブロック反復子
all? / any? / none? / one?	🔷	—	BlockFolding経由
map / select / reject / flat_map等	🔷	—	BlockFolding / RBS
sum	🔲	—	Integer等差数列はn*(a+b)/2でConstantに畳める。中優先度
entries	✅	Array[Dynamic[top]]	RANGE_FOLD_METHODSに:entries追加 + range_constant_unaryにwhen :entries追加済み。
minmax	✅	`[Dynamic[top]	nil, Dynamic[top]
first(n)	🔲	Array[Dynamic[top]]	整数引数あり形式。Tupleリフト可。中優先度
last(n)	🔲	Array[Dynamic[top]]	同上
to_h	🚫	—	Range要素が[k, v]の2要素Arrayでない限りraise

3-2. 優先度別チェックリスト

🔴 高優先度（実装済み）

• entries → RANGE_FOLD_METHODSに:entries追加 + range_constant_unaryにwhen :entries then range_to_a_tuple(range)追加済み

🟡 中優先度（実装済み）

• minmax → range_constant_unaryにwhen :minmax + range_minmax_tuple追加済み
• first(n) / last(n) → try_fold_binary_setまたは専用のtry_fold_range_constant_binaryで整数引数n ≤ LIMITの場合にTupleリフト

🟢 低優先度

• sum → 等差数列公式でConstantに畳む（ただしInteger Rangeのみ対象）

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4. Set

列挙元: Set.new.methods - Object.new.methods → Ruby 4.0.5
実装ファイル: constant_folding.rb（SET_ARRAY_UNARY_METHODS, catalog経由）
カタログ: data/builtins/ruby_core/set.yml, set_catalog.rb

4-1. アーキテクチャ上の注意点

Set.ymlのaliases:セクション（length → size, member? → include?, + → |, === → include?）は catalog_allows?のmethod_entryから見えない（instance_methodsキーにはない）。 そのため、これらの別名メソッドは現在すべてfoldできずにRBSへfallbackする。

4-2. メソッド一覧

メソッド	状態	計測値（Set[1,2,3]）	備考
size	✅	3	カタログ:leaf → invoke_unary
empty?	✅	false	同上
compare_by_identity?	✅	false	同上
flatten	✅	Set[1, 2, 3]	同上（結果がConstant[Set]）
join	✅	"123"	同上（引数なし区切り文字なし）
hash	✅	-379102493…	同上
to_a	✅	[1, 2, 3]	SET_ARRAY_UNARY_METHODS → Tupleリフト
entries	✅	[1, 2, 3]	同上（:entriesがSET_ARRAY_UNARY_METHODSに含まれる）
include?	✅	false（Set引数）/ true（整数引数）	カタログ:leaf + binary fold
subset?	✅	false	カタログ:leaf + binary fold
superset?	✅	false	同上
proper_subset?	✅	false	同上
proper_superset?	✅	false	同上
-	✅	Set[1]	カタログ:leaf（set_i_difference）→ Constant[Set]
`	`	✅	Set[1, 2, 3, 4]
^	✅	Set[1, 4]	カタログ:leaf（set_i_xor）→ Constant[Set]
<=>	✅	nil	カタログ:leaf
<	✅	—	カタログ:leaf（proper_subset?の別名だが直接登録）
>	✅	—	カタログ:leaf（proper_superset?の別名）
<=	✅	—	カタログ:leaf（subset?の別名）
>=	✅	—	カタログ:leaf（superset?の別名）
==	🔷	`false	true`
inspect	🔷	String	purity: dispatch。RBS Stringで十分
to_s	🔷	String	inspectの別名。同上
to_set	🔷	Set[Dynamic[top]]	purity: block_dependent。RBSで十分
to_h	🔷	—	Enumerable経由。RBSで十分
disjoint?	🔷	`false	true`
intersect?	🔷	`false	true`
&	🔷	Set	purity: block_dependent（set_i_intersectionがset_iter呼び出し）。fold不可
add / add?	🚫	—	破壊的変更
<<	🚫	—	addの別名。破壊的変更
clear / delete / delete? / delete_if	🚫	—	破壊的変更
replace / merge / subtract	🚫	—	破壊的変更
collect! / map! / select! / filter! / reject! / keep_if	🚫	—	破壊的変更
flatten!	🚫	—	破壊的変更
each	🚫	—	反復子
classify	🚫	—	ブロック依存、戻り型複雑
divide	🚫	—	同上
compare_by_identity	🚫	—	破壊的変更
reset	🚫	—	内部構造リビルド
length	✅	Integer	MethodCatalog#method_entryのエイリアス解決で対応済み。
member?	✅	`false	true`
+	✅	Set	同上。
===	✅	`false	true`
Enumerable継承メソッド（all?, any?, map, select等）	🔷	—	BlockFolding / RBS

4-3. 優先度別チェックリスト

🔴 高優先度（なし — 主要な集合演算は実装済み）

🟡 中優先度（全項目実装済み）

• length, member?, +のYAMLエイリアス解決
  • MethodCatalog#method_entryにresolve_alias_entryを追加し、aliasesセクションも参照するよう拡張
  • ===も同一の仕組みで解決

🟢 低優先度（実装済み）

• === → 同上の対応に含める

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5. Phase 2 — ギャップのティア分類

Tier A — UNARY / BINARY Setへの追加

invoke_unary / invoke_binaryが呼ぶだけで結果がConstant[T]になるもの。unary_ops_for / ops_forに新しいwhenケースを追加し、RATIONAL_UNARY, COMPLEX_UNARY, RATIONAL_BINARY定数Setを定義済み。

型	メソッド	期待戻り型	優先度
Rational	zero?	Constant[bool]	🟡
Rational	integer?	Constant[bool]	🟡
Rational	real	Constant[Rational]	🟡
Rational	abs2	Constant[Rational]	🟡
Rational	conj, conjugate	Constant[Rational]	🟢
Rational	nonzero?	`Constant[Rational	nil]`
Rational	div	Constant[Integer]	🟡
Rational	modulo, %	Constant[Rational]	🟢
Rational	remainder	Constant[Rational]	🟢
Rational	fdiv	Constant[Float]	🟢
Complex	zero?	Constant[bool]	🟡
Complex	nonzero?	`Constant[Complex	nil]`

実装手順（完了）:

1. constant_folding.rbにRATIONAL_UNARY = Set[:zero?, :integer?, :real, :abs2, :conj, :conjugate, :nonzero?].freezeを追加
2. RATIONAL_BINARY = Set[:div, :modulo, :%, :remainder, :fdiv].freezeを追加
3. unary_ops_forのelse Set.newの前にwhen Rational then RATIONAL_UNARY / when Complex then COMPLEX_UNARYケースを追加
4. ops_forにwhen Rational then RATIONAL_BINARYを追加
5. 同様にCOMPLEX_UNARY = Set[:zero?, :nonzero?].freezeを追加

Tier A（Tupleリフト拡張）— RANGE_FOLD_METHODS追加

ファイル	変更	優先度
constant_folding.rb	RANGE_FOLD_METHODSに:entries追加済み	🔴
constant_folding.rb	range_constant_unaryにwhen :entries追加済み（to_aと同じrange_to_a_tuple実装）	🔴
constant_folding.rb	RANGE_FOLD_METHODSに:minmax追加 + range_constant_unaryにwhen :minmax + range_minmax_tuple追加済み	🟡

Tier A（Setエイリアス解決）

対象	修正箇所	優先度
Set#length, Set#member?, Set#+	method_catalog.rbにresolve_alias_entry追加 + method_entryにエイリアス解決フォールバック追加済み	🟡
Set#===	同上	🟢

Tier B — ShapeDispatch

なし（Rational / Complex / Range / SetはShapeDispatchが扱う構造型ではない）。

Tier C — BlockFolding

なし（本スコープ外。Range#sum, Range#first(n)等はブロックなしの数値計算なのでTier Aが適切）。

Tier D — 新singleton-foldingモジュール

なし（Rational / Complex / Range / Setのsingletonメソッドに新モジュールが必要なものはない）。

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6. 実装ファイル参照

作業	変更先ファイル
RATIONAL_UNARY / RATIONAL_BINARY追加	lib/rigor/inference/method_dispatcher/constant_folding.rb
COMPLEX_UNARY追加	同上
Range#entries / minmax	同上（RANGE_FOLD_METHODS, range_constant_unary）
Setエイリアス解決	lib/rigor/inference/builtins/set_catalog.rb + method_catalog.rb
ユニットスペック	spec/rigor/inference/method_dispatcher/constant_folding_spec.rb
統合フィクスチャ（Rational/Complex）	spec/integration/fixtures/rational_catalog.rb等
統合フィクスチャ（Range/Set）	spec/integration/fixtures/range_catalog.rb等