YOYU Stackの改良：リファレンスカウンタの導入

YOYU Stackは、"縮む時は共有、伸びる時は枝分かれ" という単純かつ柔軟な方針により、構文スタックや環境スタックなどの拡張性と効率性を両立してきた。従来は各スタック要素に "pinned" フラグを持たせることで、不要になった部分を破棄可能とする軽量な寿命管理を実現していた。

本稿では、この設計をさらに一般化・堅牢化するために、pinnedフラグの代替として リファレンスカウンタ を導入する提案を行う。

リファレンスカウンタ方式の利点

実装が単純明快： ref++, ref-- による明示的な寿命管理。

GC（ガーベジコレクタ）が不要。

枝分かれ構造との相性がよく、構造の共有と解放が効率的。

スタック以外のあらゆる "伸び縮みする共有構造" にも適用可能。

循環参照への対応方針

YOYU Stackの用途（スコープ管理やクロージャの静的環境の保持など）においては、 循環参照の発生は構造的に回避可能であると考えられる。そのため、 循環参照への対策は行わない方針とし、代わりに構文設計上の制約で防ぐ。

これは、構文木や環境スタックが基本的に非循環な木構造であり、 参照の流れが一方向であるという前提に基づいている。意図的に親ノードを指すような構造を設計しない限り、循環は発生しない。

実装イメージ

typedef struct YoyuNode {
    int refcount;
    struct YoyuNode* child;
    struct YoyuNode* sibling;
    // その他のフィールド
} YoyuNode;

void retain(YoyuNode* n) {
    if (n) ++n->refcount;
}

void release(YoyuNode* n) {
    if (n && --n->refcount == 0) {
        release(n->child);
        release(n->sibling);
        free(n);
    }
}

応用可能な範囲

構文スタック

環境フレーム

クロージャ

中間表現（IR）構造

任意の差分共有構造（diff-based structure）

このように、YOYU Stackにリファレンスカウンタを導入することで、従来の簡潔さを維持しつつ、より強力かつ一般化された構造管理が可能となる。

参考文献

• YOYU Stack：縮小共有・分岐拡張を持つ汎用スタック構造

• YOYUにおけるスコープとクロージャの統一モデル