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。

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）

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`	RBS が `Integer?`。Rational は常に有限だが Numeric の RBS を共有するため特殊化困難
`finite?`	🔷	`false \| true`	同上。常に `true` だが特殊化はカタログ構造変更が必要
`+@`	🔷	—	`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`	`RATIONAL_UNARY` に追加済み。`Constant[bool]` に畳める。
`integer?`	✅	`false \| true`	`RATIONAL_UNARY` に追加済み。`Constant[bool]`。
`nonzero?`	✅	`Rational \| nil`	`RATIONAL_UNARY` に追加済み。`Constant[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]`	`NUMERIC_ARRAY_UNARY_METHODS` に追加済み。Tuple リフト。
`abs2`	✅	`Rational`	`RATIONAL_UNARY` に追加済み。`Constant[Rational]`。
`arg` / `angle` / `phase`	✅	`0 \| Float`	`RATIONAL_UNARY` に追加済み。`Constant[Numeric]`。
`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

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`	常に false だが RBS `bool` を返す。RBS で十分
`+@`	🔷	—	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`	`COMPLEX_UNARY` に追加済み。`Constant[Complex\|nil]`。
`zero?`	✅	`false \| true`	`COMPLEX_UNARY` に追加済み。`Constant[bool]`。
`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）

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）
`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`	`purity: dispatch`。RBS `bool` で十分
`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]\|nil]`	`range_constant_unary` に `when :minmax` + `range_minmax_tuple` 追加済み。
`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）

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]`	カタログ `:leaf`（`set_i_union`）→ `Constant[Set]`
`^`	✅	`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`	`purity: dispatch`（`rb_equal` 呼び出し）。RBS `bool` で十分
`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`	`set_catalog.rb` の `mutating_selectors` でブロック済み（内部で `rb_funcall(other, :any?, ...)` を呼ぶ）。RBS `bool` で十分
`intersect?`	🔷	`false \| true`	`purity: dispatch`。同上
`&`	🔷	`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`	同上。
`+`	✅	`Set`	同上。
`===`	✅	`false \| true`	同上。
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

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）:

~~constant_folding.rb に RATIONAL_UNARY = Set[:zero?, :integer?, :real, :abs2, :conj, :conjugate, :nonzero?].freeze を追加~~
~~RATIONAL_BINARY = Set[:div, :modulo, :%, :remainder, :fdiv].freeze を追加~~
~~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~~
~~ops_for に when Rational then RATIONAL_BINARY を追加~~
~~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）。

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

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

凡例

1. Rational

1-1. メソッド一覧

1-2. 優先度別チェックリスト

2. Complex

2-1. メソッド一覧

2-2. 優先度別チェックリスト

3. Range

3-1. メソッド一覧

3-2. 優先度別チェックリスト

4. Set

4-1. アーキテクチャ上の注意点

4-2. メソッド一覧

4-3. 優先度別チェックリスト

5. Phase 2 — ギャップのティア分類

Tier A — UNARY / BINARY Set への追加

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

Tier A（Set エイリアス解決）

Tier B — ShapeDispatch

Tier C — BlockFolding

Tier D — 新 singleton-folding モジュール

6. 実装ファイル参照

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