TL;DR
- Clojure は汎用的なコレクション型を再利用してデータを表すので、再利用性や柔軟性は高いが、明示的な型が不足してコードが理解しづらい傾向にある。
- Clojure 1.9 で入った spec を使うと、書くコードはそのままで、データ構造や関数の入出力の仕様を明示できる。spec は単なるドキュメントではなく、データ検証やテストの自動生成にも使える。
内容
この章では、次のことを順番に見ていく。
- コード内で仕様（spec）を定義し、実行時にそれらを利用する方法
- 仕様を組み合わせてデータ検証をする方法
s/fdefを使って、引数のチェックとテストの自動生成をする仕様を定義する方法
Clojure のコードで不足する明示的な型
Java などの静的型付け言語は、プログラム内の各データユニットに対して、ユニークな名前付きデータ構造（クラス）を作る。
一方、Clojure は動的型付け言語であり、プログラムのデータを表現するために汎用的なコレクション型（ベクタやマップ、集合、リスト、シーケンス）を再利用することに依存している。これにより、コードの再利用性や単純さ、汎用性、拡張性が向上する。
しかし、このアプローチだと、プログラマがコードを理解するのに必要な明示的な型が不足し、コードが理解しづらい傾向にある。
Java と Clojure のコードの比較
たとえば、食材（ingredient）のレシピを取り、より大きなレシピのために数量をスケーリングする関数があるとする。
Java の場合、Ingredient と Unit クラスを定義し、メソッドは次のようになる。
public class Ingredient {
private String name;
private double quantity;
private Unit unit;
// ...
public static Ingredient scale(Integredient integredient, double factor) {
ingredient.setQuantity(ingredient.getQuantity() * factor);
return ingredient;
}
}Clojure の場合だと、食材は単なるマップかもしれない。また、スケーリング関数は明示的な型に言及せずに、マップを受け取り、マップを返すかもしれない。
(defn scale-ingredient [ingredient factor]
(update ingredient :quantity * factor))この Clojure のコードは、いくつかの点で Java のコードよりも優れている。
- ミュータブルな値を直接更新するのではなく、イミュータブルな値を受け取って返すので、理解しやすく、デフォルトでスレッドセーフである
- マップは簡単に変更できる属性の集合であり、Java クラスの独自の API に閉じ込められることがなく、柔軟性に優れている
一方で、Clojure のコードには ingredient の構造に関する明示的な情報が不足している。プログラマはこの構造をドキュメントやプログラムのコードから推測する必要がある。
問題を解決する spec ライブラリ（Clojure 1.9〜）
Clojure 1.9 で、spec というライブラリが導入された。これにより、データ構造や関数の入出力を記述する仕様（spec）を作れる。
書くコード自体は変わらないが、コードに仕様を追加することで、暗黙的な構造を明示的にできる。たとえば、次のようにコードに仕様を追加できる。
(require '[clojure.spec.alpha :as s])
;; Specs describing on ingredient
(s/def ::ingredient (s/keys :req [::name ::quantity ::unit]))
(s/def ::name string?)
(s/def ::quantity number?)
(s/def ::unit keyword?)
;; Function spec for scale-ingredient
(s/fdef scale-ingredient
:args (s/cat :ingredient ::ingredient :factor number?)
:ret ::ingredient)このコードは食材（ingredient）を表すマップの形状やフィールド、その内容について正確な説明を提供している。また、関数の spec は scale-ingredient の引数と戻り値を明示的に定義している。
これらの spec は単なるドキュメントではなく、実際のデータ検証や無効なデータの説明、サンプルデータの生成、テストの自動生成など、様々な機能を持っている。