前節のシナリオに従い，乱数を使うおみくじプログラムを例に，分割コ ンパイルをして実行形式ファイルを作ってみましょう． システムを

• •

  random：乱数発生器

• •

  main：メインパート

に分割することにします． まず，このインターフェイスファイルを以下のように設計します．

• •

  random.smiの定義．

  structure Random =
  struct
    val intit : int * int -> unit
    val genrand : unit -> int
  end

  このインターフェイスファイルは，このインターフェイスファイルを実 装するソースファイルが，他のファイルは参照せずにRandom structureを提 供することを表しています．

• •

  main.smiの定義．

  _require "basis.smi"
  _require "./random.smi"

  このインターフェイスファイルは，SML#の基本ライブラリ"basis.smi"（The Standard ML Basis Library）とこのディレクトリにある random.smiを利用し，外部には何も提供しないことを意味しています．

このインターフェイスを使えば，main.smlとrandom.smlを独 立に開発できます． main.smlは図14.1のように定義できます． このファイルは，random.smiを実装するソースファイルが存在し なくても，コンパイルしエラーがないか確認することができます．

$ smlsharp -c main.sml

-cはSML#コンパイラにコンパイルしオブジェクトファイ ルを生成を指示します． 対話型での使用と同様に型チェックをした後，エラーがなければ， オブジェクトファイルmain.oを作ります． インターフェイスファイルは，ファイル名の.smlを.smiに変 えたものが自動的に使用されます． ソースコード冒頭に_interface $filePath$宣言を書くことにより インターフェースファイルを明示的に指定することもできます．

次に，random.smlを開発します． 高品質の乱数発生関数の開発は，数学的な知識と注意深いコーディング が要求されます． ここでは，これはスクラッチから開発するのではなく，既存のCでの実 装を使うことにします． 種々ある乱数発生アルゴリズムの中で，その品質と速度の両方の点から Mersenne Twisterが信頼できます． このアルゴリズムはCのソースファイルmt19937ar.cとして提供されています．

そこでこのファイルをダウンロードしましょう． インターネットでMersenne Twisterあるいはmt19937ar.cをサーチすれば簡単に見つけることができます． このファイルには以下の関数が定義されています．

void init_genrand(unsigned long s);
void init_by_array(unsigned long init_key[], int key_length);
unsigned long genrand_int32(void);
long genrand_int31(void);
double genrand_real1(void);
double genrand_real2(void);
double genrand_real3(void);
double genrand_res53(void);
int main(void);

この中のmainは，このアルゴリズムをテストするためのメイン関 数です． 我々は新たな実行形式プログラムを作成するので，main関数は， 我々のトップレベルファイルmain.smlをコンパイルしたオブジェクトファ イルに含まれているはずです． そこで，mt19937ar.cファイルの関数int main(void)の定 義をコメントアウトする必要があります． その他の関数は，SML#から利用できるライブラリ関数です． ここでは以下の２つを使うことにします．

• •

  void init_genrand(unsigned long s)． シーズの長さを受け取りアルゴリズムを初期化する関数です． シーズsは非負な整数ならなんでも構いません．

• •

  long genrand_int31(void)．初期化された後は，呼ばれる毎に31ビッ トの符号なし整数（32ビット非負整数）のランダムな列を返します．

そこで，これを利用して，random.smlを以下のように定義します．

structure Random =
struct
  val init = _import "init_genrand" : int -> unit
  val genrand = _import "genrand_int31" : unit -> int
end

このソースファイルも，以下のコマンドにより，このファイルだけで単 独にコンパイルできます．

$ smlsharp -c random.sml

このソースファイルの定義と並行して，（main関数をコメントア ウトした）Mersenne Twisterをコンパイルし，オブジェクトファイルを生 成しておきます．

$ gcc -c -o mt.o mt19937ar.c

以上ですべてのソースファイルがそれぞれコンパイルされ，オブジェク トファイルが作られたはずです． それらオブジェクトファイルは，トップレベルのインターフェイスファ イルと必要なオブジェクトファイルを指定することによって，実行形式ファイル が作成されます．

$ smlsharp main.smi mt.o

SML#コンパイラは，smiファイルを解析し，このファイル から参照されているsmiファイルを再帰的にたどり，対応するオブジェク トファイルのリストを作り，コマンドラインに指定されたC言語のオブジェクト ファイルと共に，システムのリンカーを起動し，実行形式ファイルを作成します．