標準ライブラリ決定論的モジュール関数カバレッジ
2026-05-22生成。Math.methods - Module.methods等から各モジュールの公開関数を洗い出し、
Constant[T]または精度精緻化（non-empty-string等のRefinement）が得られる関数を分類する。
| 記号 | 意味 |
|---|---|
| ✅ | 実装済み |
| 🔲 | 未実装だがConstant[T]またはRefinementに折りたためる価値あり |
| 🔷 | 別ティア処理済み（RBS等で十分） |
| 🚫 | 非対象（副作用・非決定的・型精度向上がnegligible） |
実装アーキテクチャ上の前提
Section titled “実装アーキテクチャ上の前提”現行ConstantFoldingのinvoke_unary / invoke_binaryはインスタンスメソッド受信者を対象とする。
Math.sqrt(4.0)のようなモジュール関数呼び出しは受信者がMathモジュールオブジェクト（シングルトン）であり、
現状は未処理（CATALOG_BY_CLASSにMathが存在しない）。
推奨実装方針（実装時に決定）:
Option A: ConstantFolding に try_fold_module_function を追加し、 受信者型が Math / Shellwords / CGI / URI の singleton であることを receiver_type.class_name で認識 → 専用 invoke ハンドラで実際に評価
Option B: 新規 ModuleFunctionFolding ティアを MethodDispatcher に挿入 （ConstantFolding と同列の独立ファイル）
Option A が低コスト。関数数が増えたら Option B に昇格を検討。受信者型認識の課題: RigorがMath定数をType::Nominal["Math"]として解決するか
Type::Constant[Math module object]として解決するかは既存のsingleton型処理（Random.randなど
CATALOG_BY_CLASSに含まれるRandomに対するインスタンス/クラスメソッド分岐）を参照して確認が必要。
1. Math
Section titled “1. Math”Math.methods - Module.methods → 28関数（Ruby 4.0.5）。
全てConstant[Float]またはTuple[Constant[Float], Constant[Integer]]へ折りたためる。
1-1. メソッド一覧
Section titled “1-1. メソッド一覧”| メソッド | シグネチャ | 返却型 | 状態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
acos(x) | Float → Float | [0, π] Float | ✅ | ドメイン外（` |
acosh(x) | Float → Float | Float ≥ 0 | ✅ | ドメイン外（x < 1）でDomainError |
asin(x) | Float → Float | [-π/2, π/2] Float | ✅ | |
asinh(x) | Float → Float | Float | ✅ | |
atan(x) | Float → Float | (-π/2, π/2) Float | ✅ | |
atan2(y, x) | Float, Float → Float | (-π, π] Float | ✅ | 2引数。y/xゼロの符号注意。 |
atanh(x) | Float → Float | Float | ✅ | ドメイン外（` |
cbrt(x) | Float → Float | Float | ✅ | 負の実数にも対応（(-8)***(1/3.0)とは異なる） |
cos(x) | Float → Float | [-1, 1] Float | ✅ | |
cosh(x) | Float → Float | Float ≥ 1 | ✅ | |
erf(x) | Float → Float | (-1, 1) Float | ✅ | 誤差関数 |
erfc(x) | Float → Float | (0, 2) Float | ✅ | 相補誤差関数 |
exp(x) | Float → Float | Float > 0 | ✅ | Refinement: positive-float付与可能 |
expm1(x) | Float → Float | Float > -1 | ✅ | exp(x) - 1（小さなxで精度良好） |
frexp(x) | Float → [Float, Integer] | Tuple[Float, Integer] | ✅ | 仮数・指数分解。返値がTuple。 |
gamma(x) | Float → Float | Float | ✅ | ドメイン外（x ≤ 0の整数）でDomainError |
hypot(x, y) | Float, Float → Float | Float ≥ 0 | ✅ | Refinement: non-negative-float |
ldexp(f, e) | Float, Integer → Float | Float | ✅ | 仮数・指数からFloat再構成 |
lgamma(x) | Float → [Float, Integer] | `Tuple[Float, Constant[1 | -1]]` | ✅ |
log(x) | Float → Float | Float | ✅ | ドメイン外（x ≤ 0）でDomainError |
log(x, base) | Float, Float → Float | Float | ✅ | 2引数形式別ハンドラ要 |
log10(x) | Float → Float | Float | ✅ | |
log1p(x) | Float → Float | Float | ✅ | log(1+x)（小さなxで精度良好） |
log2(x) | Float → Float | Float | ✅ | |
sin(x) | Float → Float | [-1, 1] Float | ✅ | |
sinh(x) | Float → Float | Float | ✅ | |
sqrt(x) | Float → Float | Float ≥ 0 | ✅ | ドメイン外（x < 0）でDomainError。Refinement: non-negative-float |
tan(x) | Float → Float | Float | ✅ | |
tanh(x) | Float → Float | (-1, 1) Float | ✅ |
Math定数:
Math::E→Constant[2.718281828459045]— 定数解決（メソッド畳み込みではない）。本スライス対象外。Math::PI→Constant[3.141592653589793]— 同上。定数キャリアの課題として別途。
1-2. 実装チェックリスト
Section titled “1-2. 実装チェックリスト”前提:[x] Math シングルトン受信者の認識方法を確認（Type::Singleton, class_name == "Math"）[x] MathFolding モジュール（Tier D。option B — 独立 *_folding.rb ファイル）
高優先度（頻用・返値が単純 Float）:[x] sqrt → Constant[Float][x] exp → Constant[Float][x] log → Constant[Float]（1/2 引数の可変長）[x] log2 → Constant[Float][x] log10 → Constant[Float][x] sin / cos / tan → Constant[Float]
中優先度（2 引数または特殊返値）:[x] atan2 → Constant[Float][x] hypot → Constant[Float][x] ldexp → Constant[Float][x] frexp → Tuple[Constant[Float], Constant[Integer]][x] lgamma → Tuple[Constant[Float], Constant[Integer]]
低優先度（ニッチな数値解析用途）:[x] erf / erfc / expm1 / log1p / cbrt[x] acos / asin / atan / acosh / asinh / atanh[x] cosh / sinh / tanh / gamma
Refinement 追加（値の範囲が分かる場合）— 今回は対象外:[ ] exp → positive-float[ ] sqrt / hypot → non-negative-float実装ファイル: lib/rigor/inference/method_dispatcher/math_folding.rb（ShellwordsFoldingパターンのTier Dモジュール。dispatch_stdlib_module_tiersに配線）。Refinement付与（positive-float / non-negative-float）は需要が出たときのfollow-up。
2. Shellwords
Section titled “2. Shellwords”Shellwords.methods - Module.methods → 7メソッド（実体3関数 + エイリアス）。
| メソッド | エイリアス | シグネチャ | 返却型 | 状態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|
escape(str) | shellescape | String → String | Constant[String] | ✅ | ShellwordsFolding実装済み。""入力でも"''"を返すため常に非空。 |
split(line) | shellsplit, shellwords | String → Array[String] | Tuple[Constant[String]…] | ✅ | ShellwordsFolding実装済み。不正クォートはnilを返しRBSに委譲。 |
join(array) | shelljoin | Array[String] → String | Constant[String] | ✅ | ShellwordsFolding実装済み。Tuple[Constant[String]…]引数時のみ。 |
2-1. 実装チェックリスト
Section titled “2-1. 実装チェックリスト”高優先度:[x] escape / shellescape → Constant[String] (Constant[String] 引数時)[x] split / shellsplit / shellwords → Tuple[Constant[String]…] (Constant[String] 引数時)[x] join / shelljoin → Constant[String] (Tuple[Constant[String]…] 引数時)実装ファイル: lib/rigor/inference/method_dispatcher/shellwords_folding.rb（ShellwordsFoldingモジュール）。
dispatch_precise_tiersのFileFolding直後に接続。
Singleton["Shellwords"]受信者をdispatch_target?で検出し、Shellwords.escape / .split / .joinをinference時に直接呼び出す。
3. Regexp（クラスメソッド）
Section titled “3. Regexp（クラスメソッド）”Regexp.methods - Class.methods → :compile, :escape, :last_match, :linear_time?, :quote, :timeout, :timeout=, :try_convert, :union
| メソッド | シグネチャ | 返却型 | 状態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
escape(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | 正規表現メタ文字エスケープ。高優先度。 |
quote(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | escapeの別名。同上。 |
compile(pattern) | String → Regexp | Constant[Regexp] | 🔲 | Regexp.new別名。Constant[Regexp]への折りたたみ。低優先度（用途限定）。 |
union(*patterns) | String… → Regexp | Regexp | 🔲 | 可変引数・Regexp型返却。低優先度。 |
last_match | → MatchData? | MatchData | nil | 🚫 |
linear_time?(pattern) | String → bool | Constant[bool] | 🔲 | パターンが線形時間かを静的解析。低優先度。 |
timeout / timeout= | — | — | 🚫 | グローバル設定。 |
try_convert(obj) | Object → Regexp? | — | 🚫 | ダックタイプ変換。 |
3-1. 実装チェックリスト
Section titled “3-1. 実装チェックリスト”高優先度:[ ] escape / quote → Constant[String] (Constant[String] 引数時)
低優先度:[ ] compile → Constant[Regexp] (Constant[String] 引数時)[ ] union → Regexp (全引数 Constant[String] 時)4. CGI（エスケープ / アンエスケープ系）
Section titled “4. CGI（エスケープ / アンエスケープ系）”CGI.methods - Module.methods → エスケープ関係16メソッド（実体4機能 + CamelCase / snake_case / エイリアス）。
| 機能 | CamelCase | snake_case | エイリアス | 返却型 | 状態 |
|---|---|---|---|---|---|
| URLエスケープ | CGI.escape | — | — | Constant[String] | 🔲 |
| URLアンエスケープ | CGI.unescape | — | — | Constant[String] | 🔲 |
| HTMLエスケープ | CGI.escapeHTML | CGI.escape_html | CGI.h | Constant[String] | 🔲 |
| HTMLアンエスケープ | CGI.unescapeHTML | CGI.unescape_html | — | Constant[String] | 🔲 |
| 要素エスケープ | CGI.escapeElement | CGI.escape_element | — | Constant[String] | 🔲 |
| 要素アンエスケープ | CGI.unescapeElement | CGI.unescape_element | — | Constant[String] | 🔲 |
| URIコンポーネントエスケープ | CGI.escapeURIComponent | CGI.escape_uri_component | — | Constant[String] | 🔲 |
| URIコンポーネントアンエスケープ | CGI.unescapeURIComponent | CGI.unescape_uri_component | — | Constant[String] | 🔲 |
優先度: escapeHTML / unescapeHTML / hが最頻用途。escape / unescape（URL）が次点。
4-1. 実装チェックリスト
Section titled “4-1. 実装チェックリスト”高優先度:[ ] escapeHTML / escape_html / h → Constant[String][ ] unescapeHTML / unescape_html → Constant[String]
中優先度:[ ] escape (URL) → Constant[String][ ] unescape (URL) → Constant[String][ ] escapeURIComponent / escape_uri_component → Constant[String][ ] unescapeURIComponent / unescape_uri_component → Constant[String]
低優先度:[ ] escapeElement / escape_element → Constant[String][ ] unescapeElement / unescape_element → Constant[String]実装ファイル: constant_folding.rbにtry_fold_cgiメソッド。
エイリアスは同じハンドラから分岐（1メソッドに集約）。
5. URI（エンコード / デコード系）
Section titled “5. URI（エンコード / デコード系）”URI.methods - Module.methods → 16メソッド。精度向上対象はencode/decode系のみ。
| メソッド | シグネチャ | 返却型 | 状態 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
encode_www_form_component(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | 高優先度。RFC 3986パーセントエンコード。 |
decode_www_form_component(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | 高優先度。 |
encode_uri_component(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | 高優先度（Ruby 3.2+）。 |
decode_uri_component(str) | String → String | Constant[String] | 🔲 | 高優先度。 |
encode_www_form(arr) | Array/Hash → String | Constant[String] | 🔲 | Tuple / HashShape引数時に折りたためる。中優先度。 |
decode_www_form(str) | String → Array | Tuple[Tuple[Str,Str]…] | 🔲 | 中優先度。 |
parse(str) | String → URI | URIオブジェクト | 🔲 | RBSで十分。Constant[URI]は複雑。低優先度。 |
join(base, *paths) | String… → URI | URIオブジェクト | 🔲 | 低優先度。 |
extract(str) | String → Array[String] | Tuple? | 🔲 | 低優先度。 |
split(str) | String → Array[String?] | — | 🔷 | RBS Array[String?]で十分。 |
for(scheme, …) | — | URI | 🚫 | オブジェクト生成。 |
regexp / scheme_list etc. | — | — | 🚫 | 設定 / メタ情報。 |
5-1. 実装チェックリスト
Section titled “5-1. 実装チェックリスト”高優先度:[ ] encode_www_form_component → Constant[String][ ] decode_www_form_component → Constant[String][ ] encode_uri_component → Constant[String][ ] decode_uri_component → Constant[String]
中優先度:[ ] encode_www_form → Constant[String] (Tuple / HashShape 引数時)[ ] decode_www_form → Tuple[Tuple[Constant[String], Constant[String]]…]実装ファイル: constant_folding.rbにtry_fold_uriメソッド。
6. Base64 / Digestの扱いについて
Section titled “6. Base64 / Digestの扱いについて”これら2モジュールは計算自体は決定論的だが、精度向上の実益が薄いため
非決定論的グループ文書（20260522-stdlib-nondeterministic-module-coverage.md）に収録した。
| モジュール | 理由 |
|---|---|
| Base64 | encode64("hello") → "aGVsbG8=\n"は確かに定数。しかし実用コードでBase64を定数リテラルに折りたたむ場面はほぼない。返値型は常にStringでありRBSが十分。Refinement non-empty-stringは追加可能だが効果が小さい。 |
| Digest | MD5.hexdigest("foo") → 32文字hex文字列。定数折りたたみで実際のハッシュ値が得られても静的解析上の用途がない。返値型StringはRBS済み。hex文字列専用Refinement（hex-string）を追加する場合は決定論グループへ昇格を検討。 |
優先度サマリー
Section titled “優先度サマリー”| 優先度 | モジュール・メソッド | 期待する精度向上 |
|---|---|---|
| 🔴 高 | Regexp.escape / quote | Constant[String] |
| ✅ 済 | Shellwords.escape / shellescape / split / shellsplit / join / shelljoin | Constant[String] / Tuple[Constant[String]…] |
| 🔴 高 | CGI.escapeHTML / h | Constant[String] |
| 🔴 高 | URI.encode_www_form_component / decode_www_form_component | Constant[String] |
| ✅ 済 | Math.sqrt / exp / log / sin / cosほか | Constant[Float] |
| ✅ 済 | Math.atan2 / hypot / frexp / lgamma | Constant[Float] / Tuple |
| 🟡 中 | CGI.escape / unescape (URL) | Constant[String] |
| ✅ 済 | Math全28関数（MathFolding） | Constant[Float] / Tuple |
| 🟢 低 | URI.encode_www_form / decode_www_form | Constant[String] / Tuple |
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