回 6-4 道 6 言語と処理系
静的型付けは、プログラムを動かす前に式や調べ、型の食い違いを止める仕組みです。この頁の小さな型検査器は、数と真偽を足す、while の条件が数、置いていない変数を読む、という間違いを 1 行 も実行せずに止めます。動的型付けではその行に来るまで止まらず、通らない枝の間違いは最後まで見つかりません。
型検査が実行の前に止められる間違いと、型では止められない誤りを、小さな言語の木を調べて切り分けられるようになります。
文 ゆめさくコード編集部 公開 2026年10月27日 更新 2026年10月27日 出典を確かめた日 2026年10月27日
動かす前に、 気づける間違いがあります。プログラムを 1 行 も動かさずに、式や種類) だけを調べて食い違いを止める仕組みを、静的型付けと呼びます。調べる作業を型検査と呼び、型の決まりの全体を型システムと呼びます。
たとえば 1 + (1 < 2) は、数の 1 と、比べた結果の真偽 (正しいか正しくないか) を足そうとしています。数と真偽は足せない、と決めておけば、この式は動かす前に「おかしい」と言えます。
この回は、6-3 で作った小さな言語「ちび電卓」の続きです。変数、print、if、while を持つ言語の木に、型 int (数) と bool (真偽) を付け、実行の前に木を 1 回 たどる型検査を書きます。木の形から説明し直すので、6-3 を読んでいなくても分かります。
静的型付けは 静的型付けは、型を実行の前に決めて調べ、動的型付けは、実行しながら値の型を調べます。どちらの言語でも値には型があり、違うのは「いつ調べるか」です。
型が 比べる所 静的型付け 動的型付け 型を調べる時 動かす前 (コンパイルや 動かしている 型が付く所 変数、 値 間違いが 動かす前に、 その 主な言語 Java、 Python、
静的型付け言語では、int と決めた入れようとすると、動かす前に止まります。動的型付けの言語では、同じ名前に、数のあとで文字列を入れても動きます。型は名前ではなく、そのとき入っている値に付いているからです。
型を足した言語で、型を調べたあと、型の書き込みを消して JavaScript に直してから動かします。動的型付けですが、型ヒント (型を書き添える荷札) を書くと、mypy などの道具が動かす前に調べます。
ちび電卓の ちび電卓のプログラムは、Python のタプルで書いた木です。数は int そのまま、変数は名前の文字列、2 項の演算は (演算子, 左, 右) です。文は次の 4 つ で、プログラムは文のリストです。
("set", 名前, 式) 変数に値を置く("print", 式) 値を出す("if", 条件, [文…]) 条件が正しいときだけ中を動かす ("while", 条件, [文…]) 条件が正しい間、中をくり返す この木に、型の決まりを 4 つ 足します。
数は int。+ - * / は int と int から int を作る (/ は整数の割り算) 比べる < と == は int と int から bool を作る。この回では、bool どうしの == は使わないことにする if と while の条件は bool でなければならない 変数は、最初に置いた値の型のまま。置く前に読んではいけない 型検査は 型検査器は、木を根から葉までたどり、式ごとに型を計算します。数なら int、変数なら置いたときの型、演算なら左と右の型を先に求めてから決まりに当てます。
値は 1 つ も計算しません。if や while の中も、条件に関わらず 1 回 だけ調べるので、動かすと通らない枝の間違いも見つかります。ここが実行して確かめる方法との一番の違いです。
長所と短所 長所は次の通りです。
間違いが、動かす前に、通らない枝も含めて見つかる 型が説明書になり、エディターが候補を出したり、名前の付け替えを助けたりできる 短所は次の通りです。
型を書く量が増える。型推論 (よくある問い 1) で減らせる 決まりに当てはまらない書き方は、正しく動くコードでも止められる 試作のように形がまだ決まらないうちは、型を合わせる手間が重く感じる 強い型と 静的か動的かは「いつ調べるか」の物差しで、強いか弱いかは「型の違う値を黙って変換するか」の物差しです。2 つ は別なので、動的で強い言語も、静的で変換の多い言語もあります。
Python は動的型付けですが、文字列と数を足すと TypeError で止まります。JavaScript は "5" + 1 で 1 を文字列に変えてつなぎ、"51" にします。
ただし Python でも、bool は int の仲間 (下位の型) と決まっているので、1 + (1 < 2) は止まらずに 2 になります。ちび電卓の型検査は、ここをわざと Python より厳しくしています。
動かす 値に付く型と Python の足し算
実行すると、次の通りに出ます
int
str
2
True
TypeError同じ名前 x に、数のあと文字列を入れても動き、型は値に付いていることが分かります。1 + (1 < 2) は 2 で、True は int の仲間です。文字列と数の足し算だけが、実行したその行で止まりました。
動かして確かめる 1 本 目は、ちび電卓の型検査器です。6-2 の構文解析が作る木を、ここでは手で書きます。正しいプログラムとして 6-3 の「1 から 10 の合計」を検査し、そのあと間違いを入れた A から E を検査します。どれも 1 行 も実行していません。
動かす ちび電卓の型検査
実行すると、次の通りに出ます
合計 通す
A 止める int + bool
B 止める while の条件が int
C 止める y が無い
D 止める x は int
E 止める int + bool合計のプログラムは通りました。i < 11 は bool で、s + i と i + 1 は int です。
型検査が止めた間違いは次の 4 種類です。
A 数と真偽を足す。< の結果は bool なので、+ の右に置けない B while の条件が数。条件は bool でなければならない C 置いていないy を読む D int で置いた x に、bool を入れ直す E は大事な例です。x は 5 なので x < 3 は正しくなく、if の中は動かすと決して通りません。それでも型検査は中まで調べ、x + (1 < 2) を止めました。
if や while の中で初めて置いた名前は、外では無い扱いにします (dict(env) で写しを渡す所)。中を通らなければ、本当に置かれないからです。
2 本 目は比べです。同じ木を、型検査をせずにそのまま実行する 6-3 の形のインタプリタに渡します。こちらは、演算に来たときに初めて値の型を調べる、動的型付けのやり方です。
動かす 型検査なしで実行する
実行すると、次の通りに出ます
F
1
2
止まる + に bool
E
5
最後まで動いた
G
5
最後まで動いたF は 1 と 2 を出してから、3 行 目に来たところで初めて止まりました。型検査なら、1 も 2 も出す前に止めています。前の行が書き込みなら、途中まで済んだ状態が残ります。
E と G は「最後まで動いた」で終わりました。間違いのある行を通らなかったので、間違いがあることにすら気づきません。あとで条件が正しくなった日に、初めて止まります。
型検査で 型検査が守るのは「値の種類が合っているか」だけで、値そのものが正しいかは見ません。型が合っていても起きる誤りの代表は、0 で割る、終わらない繰り返し、型の範囲を超える値の 3 つ です。
次のコードは、短くした型検査を通したあと、同じ木を実行します。実行には、文を 1000 回 動かしたら打ち切る見張りを付けています。型の間違いがあれば assert で止まります。
動かす 型は合っているのに壊れる
実行すると、次の通りに出ます
H 型検査は通す
0 で割った
I 型検査は通す
打ち切ったH の 10 / (x - 7) は、int を int で割るので型は正しく、割る数が 0 になるのは実行してからしか分かりません。I の while 0 < 1 も、条件は bool で型は正しいのに、終わりません。終わるかどうかは、型では分かりません。
3 つ 目は値の範囲です。型が「整数」でも、入れ物の大きさには限りがあります。次のコードは、小数を整数に直し、16 ビットの符号付き整数 (-32768 から 32767) に詰めます。
動かす 型は int でも入らない
実行すると、次の通りに出ます
1234.5 1234 04d2
32767.0 32767 7fff
40000.0 40000 入らない3 つ とも int(v) の型は int で、型の上では同じです。それでも 40000 は 16 ビットに入りません。型検査は値が範囲に収まるかまでは見ません。次の節の事故は、この形で起きました。
静的型付けは 仕事では、型を調べる道具を たびに自動で走る検査) に入れ、型のエラーがあれば取り込まない形にします。型で止められない誤りは、試験で確かめます。
型ヒントは、実行のときには調べません。公式文書も「Python の実行環境は注記を強制しない」と書いています。
動かす 型ヒントは実行では調べない
実行すると、次の通りに出ます
42
abab
Hello World!
TypeError
n int
return inttwice("ab") は int のはずの所に文字列を渡しましたが、止まらずに abab を返しました。greeting(3) は、関数の中の足し算に来て初めて TypeError です。型ヒントは __annotations__ に残っているだけで、実行は読んでいません。
この荷札を読むのが mypy です。頁の中では動かないので、公式の入門の例を、幅に合わせて折って見せます。
mypy の入門の例 (折って表示)
greeting(3)
# Argument 1 to "greeting"
# has incompatible type
# "int"; expected "str"
greeting("World!")
# No error確かめ方は次の通りです。
Python なら、mypy などの型検査を CI で走らせ、型のエラーを 0 に保つ tsc を CI で走らせる。公式の手引きによると、tsc は既定では型のエラーがあっても 書き出すので、止めたいときは noEmitOnError を使う 0 で割る、終わらない繰り返し、値の範囲は型では止まらないので、境目の値 (0、上限、上限 + 1) を入れる試験を書く 関わる実例 Ariane 5 の 1996年 6月 4日 、欧州のロケット Ariane 5 の初飛行 (501 号) は、打ち上げの約 40 秒 後に飛ぶ向きを外れ、壊れて爆発しました。欧州宇宙機関 (ESA) とフランス国立宇宙研究センター (CNES) が置いた調査委員会が、原因を報告書にまとめています。
報告書によると、慣性基準装置 (SRI、ロケットの向きと速さを測る装置) のソフトウェアで、64 ビットの浮動小数点数を 16 ビットの符号付き整数に変える処理が例外 (Operand Error) を起こしました。変えようとした値が、16 ビットの符号付き整数で表せるより大きかったためです。
値は水平の速さに関わる BH (Horizontal Bias) で、Ariane 5 の飛び方は Ariane 4 と違い、水平の速さがずっと大きくなりました。Ada で書かれたこの処理では、例外を起こしうる7 つ のうち 4 つ だけを守り、BH を含む 3 つ は余裕が大きいと考えて守っていませんでした。予備の装置も同じ理由で先に止まっていました。
崩れた前提は「型が合っていれば、値も収まる」です。変換は浮動小数点数から整数への、型の上では決められた操作でした。値が範囲を超えるかは、実際の飛び方の値でしか分からず、報告書は Ariane 5 の飛び方のデータを試験に使っていなかったことも挙げています。
出典は Ariane 501 の調査委員会報告の発表 (ESA) と 調査委員会の報告書 (ESA、PDF) です。
よくある問い 型推論が 静的型付けです。型推論は、値や式から検査器が型を自分で決める仕組みで、型は動かす前に自動で付いています。ちび電卓の検査器も、("set", "x", 1) から x を int と決めており、型推論をしています。手引きも、多くの場合は型を書かなくても型を推論できると書いています。
静的型付けと 違います。静的か動的かは型を調べる時、強いか弱いかは型の違う値を黙って変換するかの違いです。動的ですが、文字列と数の足し算では止まります。
TypeScript は TypeScript は 静的な型検査を足した言語です。tsc が動かす前に型を調べ、型の書き込みを消した JavaScript を書き出します。動くのは型を消した JavaScript なので、外から届いたデータが書いた型と違っていても、実行中に型で止まることはありません。届いたデータは、受け取る所で中身を確かめます。
静的型付けは 人が多く、コードが長く使われるほど、動かす前に見つかる間違いと、型が説明書になる良さが効きます。小さな試作では型を合わせる手間が重いこともあります。mypy の文書は、型ヒントを少しずつ足せる作りだと書いており、大事な所から型を書く進め方ができます。
確認クイズ 答えだと
1 問目
ちび電卓の型検査が、実行の前に止める間違いはどれですか。
ア 10 を、 イ while の ウ while の エ 16 ビットに 2 問目
このコードを動かすと何が出ますか。
型ヒントと実行
def twice(n: int) -> int:
return n * 2
print(twice("ab"))
print(twice(3))ア 1 行目の イ mypy の ウ 6 だけが出る エ abab、6 の順 3 問目
型検査をせずに実行する方法で、if の中の通らない枝に型の間違いがあると、どうなりますか。
ア その イ 実行の ウ 間違いの エ 型検査と 4 問目
1996年 の Ariane 5 の失敗の直接の原因として、調査委員会の報告書が挙げたのはどれですか。
ア 文字列と イ 置いていない ウ 64 ビットの エ while の 説明課題 静的型付けの型検査が実行の前に止める間違いを 3 つ 挙げ、型検査をせずに実行する方法との違いと、型検査では止められない誤りを 1 つ 、3〜5 文で説明してください。「通らない枝」という言葉を使ってください。書いたら、下の模範解答を開いて比べてください。
あなたの説明
模範解答 模範解答を開く 自分の
静的型付けの型検査は、プログラムを動かす前に木を 1 回 たどり、式や決まりに合うかを調べる。数と真偽を足す (1 + (1 < 2))、if や while の条件が数、置いていない変数を読む、といった間違いは、1 行 も実行せずに止められる。型検査をせずに実行する方法では、間違いのある行に来て初めて止まるので、それまでの行は動いてしまい、通らない枝の間違いは最後まで見つからない。一方、0 で割る、終わらない繰り返し、Ariane 5 の 16 ビットに入らない値のように、型は合っているのに値が壊れる誤りは型検査では止められず、境目の値を入れる試験で確かめる。
TypeScript の
一次資料 どれも 2026年 10月 27日 に開いて、題と中身を確かめました。
