文芸的プログラミングとは？わかりやすく解説

文芸的プログラミング（ぶんげいてきプログラミング、英: literate programming）とは、

ドナルド・クヌースの提唱したコンピュータのプログラミングスタイルのこと。
「プログラミングは、芸術であり、文学である」と主張するドナルド・クヌースの論文集のこと。上に関する論文も含まれる。

ここでは前者について説明する。

概要

通常コンピュータのプログラミングでは、プログラムソースと関連するドキュメントを別々のファイルに記述するが、これには管理や更新内容の反映が負担となる。

この問題に対して、文芸的プログラミングでは、ドキュメントとソースを併記したWEBと呼ばれるメタソースを記述し、そこからドキュメントとソースコードをそれぞれ生成させることで、情報の一体性を高めている(これらのメカニズムをWEBシステムと呼ぶ)。

単にドキュメントとコードが併記されるだけであれば、通常のコメントやPerlなどに見られる埋め込みドキュメントと違いはないが、文芸的プログラミングでは、さらにマクロを利用することで、任意のコード断片にドキュメントを対応させる。これは、いわゆるハイパーリンクに相当し、コードの実行順と関係なく自由な順序で内容を記述することができる。例えば、

1.中心アルゴリズム
do_something()は中心となる処理内容である。
<a routine> ==
 item.do_something().

2.メインループ
あるコレクションの全ての内容を<中心アルゴリズム>で処理する。
<main> ==
for item in collection
 <a routine>

のような形態である。これは最終的に

for item in collection
  item.do_something().

というコードを出力する。

内容への言及を純粋に関連する部分だけを取り出して行うために、コメントとは全く異なる意味作用と見るべきであろう(特に実プログラム中に埋め込まれたコメントは、必要以上に簡略になりがちであるが、記述が中心となる文芸的プログラミングならば、その点は抑制される)。

現実には、変化の激しいソース記述を全て文芸的プログラミングで行うのは無理がある。しかし、複雑なアルゴリズムに関する内容や、配布を意識したオープンソースでは、応用の可能性があるといえる。

クヌースによるオリジナルのWEBシステムでは、PascalコードとTeXフォーマットのドキュメントを生成していた。しかし、文芸的プログラミングの概念は、特定の言語やフォーマットとは独立で、その後各種の言語に多くの移植が行われている。

表話編歴ドナルド・クヌース
書籍	The Art of Computer Programming The Complexity of Songs（英語版） Computers and Typesetting（英語版） Concrete Mathematics Surreal Numbers（英語版） Things a Computer Scientist Rarely Talks About Selected papers series（英語版）
ソフトウェア	TeX MIXAL MIX MMIX GNU MDK（英語版）
フォント	AMS Euler（英語版） Computer Modern METAFONT Concrete Roman（英語版）
文芸的プログラミング	WEB CWEB（英語版）
アルゴリズム	クヌースのアルゴリズム X（英語版）クヌース・ベンディックス完備化アルゴリズムクヌース-モリス-プラット法クヌースのシャッフルロビンソン-シュエンステッド-クヌース-対応（英語版）タラブ・パルド-クヌース法（英語版）ダイクストラ法の一般化 Trabb Pardo–Knuth algorithm（英語版）
その他	ダンシング・リンク（英語版）クヌース賞金小切手クヌース賞 Man or boy 評価法（英語版） 2i進数（英語版） -yllion（英語版）度量衡のポジテビア系（英語版）クヌースの矢印表記

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