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    moonorc

    Bounded ORC columnar record interchange and selective stripe scanning

    orc
    columnar
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    0.1.0
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    Apache-2.0
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    #MoonORC

    MoonBit 原生、具有明确兼容边界的 ORC 列式记录交换与选择扫描库。核心不绑定 C++/Java；native、JavaScript、Wasm、Wasm-GC 共用一套编码与扫描逻辑。Apache ORC C++ 仅通过 pyorc 用作独立开发测试对照，不是运行依赖。

    模块：oyjh0381/moonorc@0.1.0；GitHub · Mooncakes。

    #解决什么问题

    ORC 将可空的表记录拆成带类型的列流和独立 stripe，支持只解码需要的字段，并可利用可信统计跳过不可能匹配的 stripe。本项目补充这种真实格式的原生读写/扫描能力，而非重造 SQL、DataFrame 或纯压缩库。

    • 服务日志/应用事件：保存稳定类型和空值，分析时只读请求标识、状态码等需要的字段。
    • 数据管道/业务导出：按名字对齐不同版本的记录字段，保留缺失字段为空，交给已有 ORC 工具消费。
    • 离线分析/Web/WASM：在不装 C++ 运行时的环境中筛选日期、分组标签和数值列，再交给上层统计或可视化组件。

    它与 HDF5 多维数组/区域访问、SDMX 结构化统计交换、外部排序和 Arrow 内存布局都不是同一核心能力；也不声称替代这些组件。

    #环境与复现

    安装 官方 MoonBit 工具链，已验证 moonc 0.10.16，CI 固定 compiler/core 0.10.16+b1a0e846e。在本项目目录执行：

    moon version --all
moon check --target all --deny-warn
moon build --target all --deny-warn
moon test --target all --deny-warn
moon run examples/log_export
moon run examples/etl
moon run examples/offline_analysis
moon run examples/scale --target native --release

    依赖版本固定在 moon.mod；工具链会按需解析依赖。Windows 的 Moon 20261016 OCaml 子工具可能不能处理驱动传入的 \\?\ 路径，可使用随项目的参数适配器（首次需 MSVC Build Tools）：

    .\tools\windows\moon.ps1 check --target all --deny-warn
.\tools\windows\moon.ps1 test --target all --deny-warn
.\tools\windows\moon.ps1 run examples/log_export

    它只生成 _build 文件并设置进程级参数覆盖；不替换编译器、不修改全局环境。其他平台直接使用标准 moon 命令。

    #最小使用样例

    在已有 MoonBit 工程中安装：

    moon add oyjh0381/moonorc@0.1.0

    在使用方 moon.pkg 中配置 import { "oyjh0381/moonorc" @orc, }；完整可运行版本见 examples/log_export。

    fn main raise {
      let schema = @orc.Schema::new([
        { name: "id", kind: Long },
        { name: "label", kind: String },
      ])
      let batch = @orc.Batch::new(schema, [
        [Integer(1L), Null, Integer(3L)],
        [Text("a"), Text("b"), Text("c")],
      ])
      let file = @orc.OrcFile::open(@orc.write(batch))
      let scan = file.scan(
        columns=Some(["label"]),
        predicate=Compare("id", Greater, Integer(2L)),
      )
      assert_eq(scan.next().unwrap().column("label"), [Text("c")])
    }

    整数 Cell::Integer 保留完整 Int64，不经过 Double。日期 Days 是 Unix epoch 起的天数，不是时间戳；Float 字段按 IEEE32 舍入，Double 按 IEEE64，负零和 Double NaN payload 在核心字节交换中保留。Null 不等于空字符串、空二进制或零。

    #接口与功能

    • Schema、Batch：验证平坦可空类型列，拒绝空/重复字段名、类型不符和不同列行数；可变数组通过防御性复制隔离。
    • Batch::project/align/rename/take/slice、concat：明确字段映射和空值扩展；不执行隐式类型强制转换。
    • write：从完整批次产生确定性 ORC 文件；Writer::push/finish 支持增量输入，分批编码，失败 push 不破坏此前内容。writer 保留编码后的输出，不是磁盘流式写入。
    • OrcFile::read_stripe：列投影读取；数据流位置以 stripe footer 为准，不假设列流按固定顺序排列。
    • OrcFile::scan：投影字段和谓词所需字段解码，三值空语义精确过滤，按 batch_rows 分批返回。row_start/row_count 是过滤前源记录范围，不是过滤后的 OFFSET/LIMIT。
    • Compare/IsNull/And/Or/Not：类型一致的谓词。空值比较为 unknown，unknown 在 WHERE 式过滤中不返回。NaN 的有序比较/相等比较均不成立，NOT 遵循该结果；不存在二进制比较。
    • stripe_statistics、row_groups、plan_stripe：查看统计、行组位置和精确编码字节范围。行组 API 不承诺按行组 seek/解码；range 计划也不是网络下载器。

    #统计裁剪的信任边界

    默认 trust_statistics=false，仍执行精确行过滤，但不靠 min/max 跳过 stripe。明确设置为 true 时，调用方须信任文件生产者：ORC 的统计本身没有认证，恶意文件可以伪造它。测试专门验证了默认模式不会因为伪造空统计而漏行。

    裁剪只证明“不可能匹配”，不能把保留 stripe 当作全部行匹配。缺失/截断式字符串统计和浮点边界保守处理；NOT 不作统计反转优化。UTF-8 字符串按字节字典序比较，不使用 UTF-16 代理项顺序。正常扫描过程中发现解码错误后，该 Scanner 永久失败，重试不会悄悄跳过坏 stripe。

    #格式兼容范围

    方面已实现明确不支持/不承诺
    文件ORC 0.11/0.12 入口、protobuf tail/stripe、用户元数据加密、活动文件恢复、事务/ACID、任意未来版本
    Schemaflat struct：boolean、byte/short/int/long、float/double、string、binary、datenested/list/map/union、decimal、timestamp、char/varchar
    编码读取byte/boolean RLE、整数 RLEv1、RLEv2 四模式、直接与字典字符串自定义列编码、未验证类型变体
    压缩NONE、ZLIB（ORC raw DEFLATE 分块）SNAPPY/LZO/LZ4/ZSTD
    写出ORC 0.12、DIRECT/RLEv1、重复字符串字典、nullable、多 stripe、NONE/ZLIB、用户元数据和 stripe 统计row-index/bloom 写出、加密、其他 codec
    日期写出 proleptic Gregorian；读取现代日期及显式 proleptic 文件hybrid 日历中改革前日期自动换算
    扫描整 stripe 解码所需列、源行范围、可信 stripe 裁剪、精确行过滤SQL、row-group seek、Bloom 裁剪、远程 range IO

    RLEv2 的公开规范样例和独立 Apache ORC fixtures 已覆盖；这不是对所有 ORC 生产者/历史变体的穷尽认证。无损“重写”只指受支持 schema 下的记录值和用户元数据；不保留原 stripe 物理布局、编码选择、索引、原始统计、writer 信息或压缩字节。开文件时校验入口/目录，列内容在读取时校验；不会为投影读取检查无关列。

    #原生文件工具

    moon run cmd/main --target native -- demo NEW.orc
moon run cmd/main --target native -- read INPUT.orc
moon run cmd/main --target native -- rewrite INPUT.orc NEW.orc

    写入使用 CreateNew，拒绝覆盖已有文件。read 的 JSON 中整数使用十进制字符串，二进制使用字节数组，日期使用天数，NaN/Infinity/负零使用特殊字符串；适合小数据验证，不是完整可互换的 JSON Schema 标准。rewrite 目前在内存中收集结果，适合受限输入；大规模应用应使用批次 API。

    #独立验证与 CI

    python -m venv _local/venv
# 激活该环境，Windows 也可直接使用 _local\venv\Scripts\python.exe
python -m pip install -r scripts/requirements-interop.txt
moon build --target native --deny-warn
python scripts/interop.py verify _build/native/debug/build/cmd/main/main.exe
python scripts/verify_repository.py

    pyorc 对照脚本比较 Apache ORC→MoonORC 读取、MoonORC→Apache ORC 读取、重新编码、空值/类型、64位边界和拒绝覆盖等行为。fixtures/*.orc 仅含项目自造数据；可用 scripts/interop.py generate fixtures 生成，再运行 scripts/embed_fixtures.py 与 moon fmt。嵌入字节是生成数据，不计入有效代码行数。

    Linux/Windows GitHub Actions 覆盖 check/build/test 四后端、fmt/API 一致性、五个业务/规模/新增场景、独立互操作及打包卫生；工程检查不等于正式赛事验收。

    #资源与性能

    默认文件/输出及单次逻辑解码预算各 256 MiB，文件最多 100万行、256列、1万stripe，protobuf 消息字段和展开谓词节点最多10万，谓词深度64。地址/长度必须适合 MoonBit Int。预算不是进程精确峰值内存：输入文件、解码字节、Cell 数组、复制与输出可能并存，不能当作零复制或超大文件服务。

    读取当前接受完整内存 Bytes；投影可减少解压/解码，但不减少最初整个文件的传输。批次返回量可控，命中 stripe 的所需列仍整体解码。schema 名字索引平均 O(1)，stripe 统计目录只解析一次，避免逐 stripe 重扫 metadata；编码与读取近似 O(所处理流字节+记录单元)，谓词为 O(行数×谓词节点)。返回批次/字段对齐复制需要 O(输出单元) 空间。规模例是可复现正确性负载，不宣称性能优于 Apache ORC。

    #来源、许可证与维护

    依据 Apache ORC 官方规范 独立实现；Apache-2.0，详见 THIRD_PARTY.md、LICENSE 和 NOTICE。使用 AI 辅助开发，行为由标准样例、属性测试、跨后端测试和独立工具验证；这不替代使用者对实际数据和风险的检验。

    领域术语在 CONTEXT.md，边界决策在 docs/adr/，公共 API 在 pkg.generated.mbti。后续优先修复真实兼容缺陷；新增 codec 或嵌套类型必须带独立 fixture 后再扩展声明。申报书可保存在项目本地文件夹；申报书、审查、AI 辅助和汇总材料经忽略及历史/包检查排除，不进入 Git 或发行包。

    #十一月新增功能

    消费方字段契约检查（Schema::check_contract）；保留源文件行号的选择扫描（Scanner::next_positioned）。详见功能、用途和边界，运行 moon run examples/november --target native --deny-warn。功能包含于0.1.0，安装方式见上文。

    OrcError

    source
    pub suberror OrcError {
      Invalid(String, Int)
      Unsupported(String)
      Limit(String)
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    OrcError::equal

    source
    fn OrcError::equal(OrcError, OrcError) -> Bool

    OrcError::not_equal

    source
    fn OrcError::not_equal(x : OrcError, y : OrcError) -> Bool

    OrcError::to_repr

    source

    Batch

    source
    pub struct Batch {
      // private fields
    }

    Batch::align

    source
    fn Batch::align(self : Batch, target : Schema, limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    field types fail rather than silently narrowing integers or shifting dates.

    Batch::cell

    source
    fn Batch::cell(self : Batch, row : Int, column : String) -> Cell raise OrcError

    Batch::column

    source
    fn Batch::column(self : Batch, name : String) -> Array[Cell] raise OrcError

    Batch::filter

    source
    fn Batch::filter(self : Batch, predicate : Predicate, limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Batch::new

    source
    fn Batch::new(schema : Schema, columns : Array[Array[Cell]], limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Batch::project

    source
    fn Batch::project(self : Batch, names : Array[String], limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Batch::rename

    source
    fn Batch::rename(self : Batch, mapping : Map[String, String], limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Never allows duplicate output names; original fields remain immutable.

    Batch::row_count

    source
    fn Batch::row_count(self : Batch) -> Int

    Batch::schema

    source
    fn Batch::schema(self : Batch) -> Schema

    Batch::slice

    source
    fn Batch::slice(self : Batch, start : Int, count : Int) -> Batch raise OrcError

    Batch::take

    source
    fn Batch::take(self : Batch, rows : Array[Int], limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Cell

    source
    pub(all) enum Cell {
      Null
      Bool(Bool)
      Integer(Int64)
      Real(Double)
      Text(String)
      Blob(Bytes)
      Days(Int)
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Cell::equal

    source
    fn Cell::equal(Cell, Cell) -> Bool

    Cell::not_equal

    source
    fn Cell::not_equal(x : Cell, y : Cell) -> Bool

    Cell::to_repr

    source

    Column

    source
    pub(all) struct Column {
      name : String
      kind : Kind
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Column::equal

    source
    fn Column::equal(Column, Column) -> Bool

    Column::not_equal

    source
    fn Column::not_equal(x : Column, y : Column) -> Bool

    Column::to_repr

    source

    Comparison

    source
    pub(all) enum Comparison {
      Equal
      Less
      LessEqual
      Greater
      GreaterEqual
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Comparison::equal

    source
    fn Comparison::equal(Comparison, Comparison) -> Bool

    Comparison::not_equal

    source
    fn Comparison::not_equal(x : Comparison, y : Comparison) -> Bool

    Comparison::to_repr

    source

    Compression

    source
    pub(all) enum Compression {
      None
      Zlib
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Compression::equal

    source
    fn Compression::equal(Compression, Compression) -> Bool

    Compression::not_equal

    source
    fn Compression::not_equal(x : Compression, y : Compression) -> Bool

    Compression::to_repr

    source

    Kind

    source
    pub(all) enum Kind {
      Boolean
      Byte
      Short
      Int
      Long
      Float
      Double
      String
      Binary
      Date
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Kind::equal

    source
    fn Kind::equal(Kind, Kind) -> Bool

    Kind::not_equal

    source
    fn Kind::not_equal(x : Kind, y : Kind) -> Bool

    Kind::to_repr

    source

    Limits

    source
    pub(all) struct Limits {
      max_file_bytes : Int
      max_decoded_bytes : Int
      max_rows : Int
      max_columns : Int
      max_stripes : Int
      max_fields : Int
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Limits::default

    source
    fn Limits::default() -> Limits

    Limits::equal

    source
    fn Limits::equal(Limits, Limits) -> Bool

    Limits::not_equal

    source
    fn Limits::not_equal(x : Limits, y : Limits) -> Bool

    Limits::to_repr

    source

    OrcFile

    source
    pub struct OrcFile {
      // private fields
    }

    OrcFile::compression

    source
    fn OrcFile::compression(self : OrcFile) -> Compression

    OrcFile::open

    source
    fn OrcFile::open(bytes : Bytes, limits? : Limits) -> OrcFile raise OrcError

    OrcFile::plan_stripe

    source
    fn OrcFile::plan_stripe(self : OrcFile, index : Int, columns : Array[String], include_indexes? : Bool) -> Array[StreamRange] raise OrcError

    OrcFile::read_stripe

    source
    fn OrcFile::read_stripe(self : OrcFile, index : Int, columns? : Array[String]?) -> Batch raise OrcError

    OrcFile::row_count

    source
    fn OrcFile::row_count(self : OrcFile) -> Int

    OrcFile::row_groups

    source
    fn OrcFile::row_groups(self : OrcFile, stripe_index : Int, column : String) -> Array[RowGroupInfo] raise OrcError

    OrcFile::scan

    source
    fn OrcFile::scan(self : OrcFile, columns? : Array[String]?, predicate? : Predicate, batch_rows? : Int, trust_statistics? : Bool, row_start? : Int, row_count? : Int?) -> Scanner raise OrcError

    Statistics are untrusted by default. Opt in only for trusted file producers.

    OrcFile::schema

    source
    fn OrcFile::schema(self : OrcFile) -> Schema

    OrcFile::stripe_statistics

    source
    fn OrcFile::stripe_statistics(self : OrcFile, index : Int) -> Array[Statistics] raise OrcError

    OrcFile::stripes

    source
    fn OrcFile::stripes(self : OrcFile) -> Array[StripeInfo]

    OrcFile::user_metadata

    source
    fn OrcFile::user_metadata(self : OrcFile) -> Map[String, Bytes] raise OrcError

    PositionedBatch

    source
    pub(all) struct PositionedBatch {
      batch : Batch
      source_rows : Array[Int]
    }

    Predicate

    source
    pub(all) enum Predicate {
      Always(Bool)
      Compare(String, Comparison, Cell)
      IsNull(String)
      And(Predicate, Predicate)
      Or(Predicate, Predicate)
      Not(Predicate)
    } derive(
    Debug    )

    Composition has SQL three-valued null semantics at row level.

    Predicate::to_repr

    source

    RowGroupInfo

    source
    pub(all) struct RowGroupInfo {
      row_start : Int
      row_count : Int
      positions : Array[UInt64]
      statistics : Statistics
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    does not promise row-group seek or selective decompression within a stripe.

    RowGroupInfo::equal

    source

    RowGroupInfo::not_equal

    source
    fn RowGroupInfo::not_equal(x : RowGroupInfo, y : RowGroupInfo) -> Bool

    RowGroupInfo::to_repr

    source

    ScanMetrics

    source
    pub(all) struct ScanMetrics {
      stripes_read : Int
      stripes_skipped : Int
      rows_examined : Int
      rows_returned : Int
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    ScanMetrics::equal

    source
    fn ScanMetrics::equal(ScanMetrics, ScanMetrics) -> Bool

    ScanMetrics::not_equal

    source
    fn ScanMetrics::not_equal(x : ScanMetrics, y : ScanMetrics) -> Bool

    ScanMetrics::to_repr

    source

    Scanner

    source
    pub struct Scanner {
      // private fields
    }

    Scanner::metrics

    source
    fn Scanner::metrics(self : Scanner) -> ScanMetrics

    Scanner::next

    source
    fn Scanner::next(self : Scanner) -> Batch? raise OrcError

    silently advancing past the malformed stripe and returning incomplete data.

    Scanner::next_positioned

    source
    fn Scanner::next_positioned(self : Scanner) -> PositionedBatch? raise OrcError

    Zero-based source-file row identities survive projection, filtering and batching.

    Schema

    source
    pub struct Schema {
      // private fields
    }

    Schema::check_contract

    source
    fn Schema::check_contract(self : Schema, required : Schema) -> SchemaCompatibility

    Exact typed consumer contract, independent of field order. No widening/casts.

    Schema::columns

    source
    fn Schema::columns(self : Schema) -> Array[Column]

    Schema::index

    source
    fn Schema::index(self : Schema, name : String) -> Int raise OrcError

    Schema::new

    source
    fn Schema::new(columns : Array[Column], limits? : Limits) -> Schema raise OrcError

    SchemaCompatibility

    source
    pub(all) struct SchemaCompatibility {
      missing : Array[String]
      incompatible : Array[String]
      extra : Array[String]
    }

    SchemaCompatibility::compatible

    source
    fn SchemaCompatibility::compatible(self : SchemaCompatibility) -> Bool

    Statistics

    source
    pub(all) struct Statistics {
      count : Int?
      has_null : Bool?
      minimum : Cell?
      maximum : Cell?
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Missing bounds are not a proof. Counts describe non-null values only.

    Statistics::equal

    source
    fn Statistics::equal(Statistics, Statistics) -> Bool

    Statistics::not_equal

    source
    fn Statistics::not_equal(x : Statistics, y : Statistics) -> Bool

    Statistics::to_repr

    source

    StreamRange

    source
    pub(all) struct StreamRange {
      column : String
      kind : Int
      offset : Int
      length : Int
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    Exact encoded file ranges, not decoded offsets or a remote downloader.

    StreamRange::equal

    source
    fn StreamRange::equal(StreamRange, StreamRange) -> Bool

    StreamRange::not_equal

    source
    fn StreamRange::not_equal(x : StreamRange, y : StreamRange) -> Bool

    StreamRange::to_repr

    source

    StripeInfo

    source
    pub(all) struct StripeInfo {
      offset : Int
      index_bytes : Int
      data_bytes : Int
      footer_bytes : Int
      rows : Int
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    StripeInfo::equal

    source
    fn StripeInfo::equal(StripeInfo, StripeInfo) -> Bool

    StripeInfo::not_equal

    source
    fn StripeInfo::not_equal(x : StripeInfo, y : StripeInfo) -> Bool

    StripeInfo::to_repr

    source

    WriteOptions

    source
    pub(all) struct WriteOptions {
      compression : Compression
      block_size : Int
      stripe_rows : Int
    } derive(Eq, 
    Debug    )

    WriteOptions::default

    source
    fn WriteOptions::default() -> WriteOptions

    WriteOptions::equal

    source

    WriteOptions::not_equal

    source
    fn WriteOptions::not_equal(x : WriteOptions, y : WriteOptions) -> Bool

    WriteOptions::to_repr

    source

    Writer

    source
    pub struct Writer {
      // private fields
    }

    It is not a disk streaming writer; finish returns one bounded byte buffer.

    Writer::finish

    source
    fn Writer::finish(self : Writer, metadata? : Map[String, Bytes]) -> Bytes raise OrcError

    Failure leaves the writer open; success closes it and releases retained bytes.

    Writer::new

    source
    fn Writer::new(schema : Schema, options? : WriteOptions, limits? : Limits) -> Writer raise OrcError

    Writer::push

    source
    fn Writer::push(self : Writer, batch : Batch) -> Unit raise OrcError

    Stage a whole push before mutation; bad batches never corrupt prior output.

    Writer::row_count

    source
    fn Writer::row_count(self : Writer) -> Int

    concat

    source
    fn concat(batches : Array[Batch], limits? : Limits) -> Batch raise OrcError

    Concatenation requires identical column order and types, never implicit coercion.

    write

    source
    fn write(batch : Batch, options? : WriteOptions, metadata? : Map[String, Bytes], limits? : Limits) -> Bytes raise OrcError

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