softwaredesign/wiki/sources/SDF-ch2-dsl.md

title, tags, source, chapter, updated

title	tags	source	chapter	updated
Ch2: Domain-Specific Languages	source SDF	Software Design for Flexibility, Hanson & Sussman (2021)	2	2026-04-30

Ch2: Domain-Specific Languages

핵심 아이디어

유연한 시스템을 구축하는 핵심 전략은 도메인 특화 언어(DSL)를 만드는 것이다. DSL은 문제 도메인의 개념 구조를 직접 반영하는 언어로, 컴비네이터 시스템, 래퍼, 도메인 모델 추상화 세 가지 기법으로 구성된다. 모든 조합이 유효한 프로그램을 만들어내는 믹스앤매치(mix-and-match) 부품 체계가 핵심이다.

주요 개념

2.1 컴비네이터 시스템 (Combinator Systems)

컴비네이터 언어의 정의: 원시 부품(primitives)과 조합 수단(combinators)의 집합으로, 조합의 인터페이스 명세가 원시 부품의 인터페이스 명세와 동일한 것.

핵심 성질:

• 임의의 믹스앤매치 가능
• 어떤 조합도 유효한 프로그램 생성 (법적으로 유효, legally correct)
• 부품의 동작은 컨텍스트에 독립적
• 새 부품이나 컴비네이터 추가가 기존 프로그램에 영향 없음

기본 함수 컴비네이터들:

;; compose: f ∘ g
(define (compose f g)
  (define (the-composition . args)
    (call-with-values (lambda () (apply g args)) f))
  (restrict-arity the-composition (get-arity g)))

;; parallel-combine: h(f(args), g(args))
(define (parallel-combine h f g)
  (define (the-combination . args)
    (h (apply f args) (apply g args)))
  the-combination)

;; spread-combine: h(f(첫 n개 인수), g(나머지 인수))
(define (spread-combine h f g)
  (compose h (spread-apply f g)))

기타 유용한 컴비네이터:

• discard-argument i — i번째 인수를 무시하는 함수 생성
• curry-argument i — i번째 인수를 고정하는 커링
• permute-arguments — 인수 순서 재배열

아리티(Arity) 관리: 컴비네이터가 올바르게 작동하려면 각 함수의 인수 개수를 추적해야 한다. restrict-arity와 get-arity로 함수에 아리티를 "스티키 노트"처럼 첨부한다 (해시 테이블 사용).

2.2 정규 표현식 DSL

정규 표현식은 DSL의 나쁜 예시: 조각들이 독립적으로 조합되지 않으며, 컨텍스트에 따라 의미가 달라진다. 이를 개선하기 위해 컴비네이터 기반 DSL을 만들고 POSIX BRE 문법으로 컴파일한다.

;; 기본 패턴 프리미티브
(r:dot)              ; 임의의 문자
(r:bol)              ; 줄 시작
(r:eol)              ; 줄 끝
(r:quote string)     ; 문자열 그대로 매칭
(r:char-from string) ; 집합에서 한 문자

;; 컴비네이터
(r:seq pat ...)      ; 순서대로 매칭
(r:alt pat ...)      ; 하나라도 매칭
(r:repeat min max pat) ; 반복 매칭

교훈: 조합 가능한 부품과 컴비네이터로 만든 DSL이 전통적 정규 표현식보다 단순하고 견고하다.

2.3 래퍼 (Wrappers)

기존 프로그램을 재작성하지 않고 감싸서(wrapping) 새 컨텍스트에서 사용하는 전략.

단위 변환 예시: gas-law-volume(SI 단위 기준)을 화씨/PSI/인치로 사용하고 싶을 때, 프로시저 자체를 수정하지 않고 unit-specializer로 래퍼를 생성:

(define make-specialized-gas-law-volume
  (unit-specializer gas-law-volume
    '(expt meter 3)          ; 출력 단위
    '(/ newton (expt meter 2)) ; 압력
    'kelvin                  ; 온도
    'mole))                  ; 양

(define conventional-gas-law-volume
  (make-specialized-gas-law-volume
    '(expt inch 3) '(/ pound (expt inch 2))
    'fahrenheit 'mole))

원칙: 기본 프로그램은 단순하고 일반적으로 유지하고, 특수화는 래퍼로 감싸서 수행. 세 부분(기본 프로그램, 래퍼, 단위 특수화기)이 느슨하게 결합되어 각각 독립적으로 일반화 가능.

2.4 도메인 추상화 (Abstracting a Domain)

체커 게임 심판 구현을 통해 DSL 레이어 구축 과정을 보여준다.

1단계 — 모놀리식 구현: 도메인 모델이 체커 특화적이며, 규칙이 코드 전체에 분산됨.

2단계 — 도메인 모델 분리:

• 게임 특화 요소(킹, 점프 등)를 추상적 타입(심볼 타입, change 플래그)으로 교체
• partial-move(pmove) 추상화로 이동 경로 표현
• 룰 익스큐티브(rule executive): 제어 구조를 규칙에서 분리
  • 진화 규칙(evolution rules): pmove를 새 pmove들로 변환
  • 집합 규칙(aggregate rules): 완료된 pmove 집합에 작용
• 각 체커 규칙이 단일 프로시저로 표현됨

도메인 모델 = 도메인 언어의 프리미티브 + 조합 수단 + 추상화 수단.

핵심 인용

"A system of combinators is a set of primitive parts and a set of means of combining parts such that the interface specifications of the combinations are the same as those of the primitives."

"Rather than rewriting a program to adapt it to a new purpose, it's preferable to start with a simple and general base program and wrap it to specialize it for a particular purpose."

"The moral of this story is that regular expressions are a beautiful example of how not to build a system. Using composable parts and combinators to make new parts by combining others leads to simpler and more robust implementations."

관련 개념

• SDF-ch1-flexibility — 가산적 프로그래밍의 철학적 기반
• SDF-ch3-generic-procedures — 컴비네이터 한계를 극복하는 제네릭 프로시저
• SDF-ch4-pattern-matching — 패턴 매칭 컴비네이터
• SDF-ch5-evaluation — 인터프리터로 언어에 완전한 의미 부여
• SDF-ch6-layering — 래퍼 개념의 확장인 레이어링