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「エクストリームエンジニアへの道（Swift編）」
- 2. • オブジェクト指向 • テスト駆動開発 • デザインパターン • リファクタリング • 関数型プログラミング 内容
- 4. オブジェクト指向
- 6. class Money { var amount: Double = 0 var currency: String = "" var rates: Dictionary<String, Double> = ["USDYEN": 120, "USDEUR": 1.2] func setAmount(inputMoney: Double){ amount = inputMoney } func setCurrency(cur: String){ currency = cur } func convert(convertMoney: Money) -> Money { convertMoney.setAmount(amount*rates[currency+convertMoney.currency]!) return convertMoney } func getAmount() -> Double { return amount オブジェクト指向コード
- 8. テスト駆動開発
- 9. テスト駆動開発（TDD）とは Test ⇒ テストが Driven ⇒ 駆動する Development ⇒ 開発 開発の手法である （テスト手法ではない）
- 11. • 定義 – ソフトウェアの小さな機能ごとに、テスト⇒実装の細かいステップを 繰り返して、プログラムの設計・開発を行う開発手法 • 進め方 – ToDo リストで実装すべき機能を管理する • メモに作るべき振る舞いや作業を ToDo として洗い出す – 各 ToDo 毎に以下の手順を繰り返す • まず、テストコードを書く • テストを実行する ⇒ 失敗する • 次に、テストをパスするよう機能コードを書く • テストを実行する ⇒ 成功する • 機能コードを本来あるべき姿にリファクタリングする • テストを実行する ⇒ 成功していることを確認 (REFACTORING) TDDとは：より具体的に
- 12. TDDとは： TDDのサイクル テスト テスト動作確認 リファクタリング 動作 最初にテストを書く コンパイルを通しテストに失敗させる 確実にテストが通るコードを書く きれいなコードにする ⇒ これから追加しようとする機能の振る舞いを明らかにする テストで仕様を表現する ⇒ 作成したテストが確実に動いていること、 問題のある結果が返ればレッドになることを確認する ⇒ 正しい結果が返ればグリーンになることを確認する 必要最小限の実装を少しずつ安全に積み重ねていく ⇒ リファクタリングでコードの臭いをとる 現在のテストに必要な、最小限の実装にとどめる(YAGNI)
- 13. テストフレームワーク
- 14. テストコードの作成 func testMoneyCreation() { money = Money() money.setCurrency("USD") money.setAmount(10) XCTAssert(10 == money.getAmount(), "Test Money Amount”) func testYenConversion() { money = Money() money.setCurrency("USD") money.setAmount(10) convertMoney = Yen() convertMoney.setCurrency("YEN") XCTAssert("1200" == money.convert(convertMoney).displayAmount(), "Test Yen Convert") }
- 15. デザインパターン
- 16. デザインパターンの⽬的 • 洗練された設計を習得・再利用する • ソフトウェアに安定した構造を導入する • コードにたいする共通の理解を得やすくする • コミュニケーションのための語彙とする ソフトウェアの 再利用性、柔軟性、拡張性、保守性 を向上させる
- 17. デザインパターンの作成 ! ソフトウェアの再利用性や柔軟性を高めたい ! 問題ごとに解法の指針をカタログ化 「パターン名、問題、解法、結果」 ! 何度も同じような設計・実装をしてきた ! 経験から獲得した解法の工夫を抽出・洗練する
- 18. デザインパターンの意義 • 適用範囲が明確に定義されている → 「課題の解法」を習得・再利用できる • 洗練され、高い再利用性・保守性を持っている → 構造が安定し、再利用性を確保できる • コミュニケーションのための語彙になる → 設計に対し、共通の認識を得ることができる → 開発時の前提知識の底上げができる • モデルの知識は変化しにくい → 設計は実装言語に依存せずに再利用できる
- 19. GoFのデザインパターン • 「オブジェクト指向における再利 用のためのデザインパターン 」 • ガンマ、ブリシデス、ヘルム、ジョ ンソン (著) • 本位田真一、吉田和樹（監訳）、 ソフトバンクパブリッシング
- 20. デザインパターンの分類 • デザインパターンは設計上のパターン – GoFのデザインパターン（２３パターン） GoF（Gang of Four）と呼ばれる四人がカタログ化 ： Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides – J2EEパターン（１５パターン） Sun Java Centerで、J2EEに有用なものをカタログ化 – 分散・並行化設計パターン Pattern Languages of Programsワークショップ選出のものなど デザインパターン GoFの デザインパターン J2EEパターン 分散・並行化 設計パターン
- 21. ⽣成に関するパターン • オブジェクトの生成プロセスに関する(全５パターン) オブジェクトがどのように生成、結合、表現されているの か、ということからシステムを独立にする方法を提供する No. パターン名 目的 1 Abstract Factory オブジェクト群を明確にせず生成するためのインターフェ ースを提供する 2 Builder 複合的に組み合わせたオブジェクトを生成する 3 Factory Method インスタンス化をサブクラスに任せる 4 Prototype コピーして新しいオブジェクトを生成する 5 Singleton インスタンスが１つしか存在しないことを保証する
- 22. 構造に関するパターン • クラス、オブジェクトの構造に関する(全7パターン) クラスやオブジェクトを柔軟に合成する方法を提供する No. パターン名 目的 1 Adapter インターフェースに互換性のないクラス同士を組み合わせる 2 Bridge 機能と実装を別々の階層で拡張する 3 Composite オブジェクトを木構造に組み立てる 4 Decorator 動的にオブジェクトに責任を追加できるようにする 5 Façade 複数のインターフェースに高レベルの統一インターフェースを与える 6 Flyweight インスタンスを共有しコストを節約する 7 Proxy オブジェクトへのアクセスを制御するために処理を代理人に任せる
- 23. 振る舞いに関するパターン(1/2) • クラス、オブジェクトの通信に関する(全11パター ン) アルゴリズムとオブジェクト間での適切な責任分担の方 法を提供する No. パターン名 目的 1 Chain of Responsibility 要求に応じる役割をチェーン状につなぐ 2 Command 命令をカプセル化して再利用する 3 Interpreter 文法規則を表現する 4 Iterator 構造に順にアクセスする方法を提供する 5 Mediator オブジェクト同士の結合度を低める
- 24. 振る舞いに関するパターン(2/2) No. パターン名 目的 6 Memento インスタンスの状態を戻せるようにする 7 Observer 状態の変化が自動的に通知され、更新される 8 State 状態にあわせて動作を変える 9 Strategy アルゴリズムをカプセル化して交換可能にする 10 Template Method 特定の処理をサブクラスで行う 11 Visitor 構造と処理を分離する
- 25. 特徴 • 互いに関連したり依存し合い、グループを形成するオブジェクト 群を扱う • グループ同士は共通の概念を持つオブジェクトから成る • グループ単位でオブジェクト群を生成するインターフェースを提 供する 結果 • 依存関係を乱すことなく、グループ単位でオブジェクトを扱うこと ができる • グループに含まれるオブジェクトの詳細を意識する必要がない • 生成されるオブジェクトを変更し易い アブストラクトファクトリー（概要）
- 26. アブストラクトファクトリー（構造） AbstractFactory +CreateProductA () +CreateProductB () ConcreteFactory1 +CreateProductA () +CreateProductB () ConcreteFactory2 +CreateProductA () +CreateProductB () AbstractProductA ProductA1 ProductA2 AbstractProductB ProductB1 ProductB2 Client +anOperation ()
- 27. • AbstractFactory – AbstractProductのオブジェクトを生成するためのインタ フェースを宣言する • ConcreteFactory – 生成するオブジェクトの組み合わせを管理する • AbstractProduct – 生成される部品ごとにインタフェースを宣言する • ConcreteProduct – ConcreteFactoryによって生成される部品を定義する • Client – AbstractFactoryのインタフェースにより、 AbstractProductオブジェクトを生成する アブストラクトファクトリー（構成要素）
- 28. アブストラクトファクトリー（振る舞い） : Client 1 : createProductA() 3 : createProductB() 5 : Use ProductA 6 : Use ProductB : ConcreteFactory1 2 : new 4 : new : ProductA1 PruductB1
- 29. • マネークラス 適⽤例
- 32. リファクタリング
- 33. リファクタリングとは • 外部から見たときの振る舞いを保ちつつ、 理解や修正が簡単になるように、ソフトウェアの 内部構造を変化させること （出典：リファクタリング） Aを実現する コード Bを実現する コード Cを実現する コード Aを実現する コード Bを実現する コード Cを実現する コード 共通コード リファクタリングのイメージ 振る舞いA 振る舞いB 振る舞いC 振る舞いA 振る舞いB 振る舞いC リファクタリング前 リファクタリング後
- 34. • リファクタリングのきっかけとなる、設計上の問題 コードの臭い（code smell） 臭い 状態 重複したコード 同じ処理が複数個所に存在する 長すぎるメソッド 一つのメソッドに多くの処理が記述されている 巨大なクラス あるクラスが、責務を多く持ちすぎている 多すぎる引数 メソッドに渡す引数の数が多すぎる 変更の発散 １つのクラスがさまざまな変更要求の影響を被る 変更の分散 1つの変更要求によって、複数のクラスが影響を被る 属性、操作の横恋慕 自クラスより他クラスの属性、操作と関連が深い データの群れ 数個のデータがグループとなって各所に現れる 基本データ型への執着 基本データ型を使用し、複雑なロジックが記述されている スイッチ文 スイッチ文により設計が複雑化、硬直化している パラレル継承 あるクラスの継承ツリーと、他のクラスの継承ツリーに関連がある。 表. コードの臭いの例 出典：リファクタリング
- 41. オブジェクト指向とカプセル化④ • クラスは属性と振る舞い（操作）を持っている • クラスは実体を持たない • オブジェクトはクラスをインスタンス化することで生成される実体 クラス 鯛焼きの型 鯛焼き 作る インスタンス化 オブジェクト (インスタンス)
- 42. オブジェクト指向とカプセル化⑤ • インターフェースと 実装の分離 処理１ 処理2 処理3 処理4 データA クラスA 処理１ 処理3 インターフェース1 処理2 インターフェース2 クラスB クラスC 処理１、処理３が できるということ しか知らない 処理２ができると いうことしか 知らない クライアント
- 43. クライアント オブジェクト指向とカプセル化⑥ • クライアントは、扱うオブジェクトが求める インターフェースにしたがっている限り、 そのオブジェクトの型を知らなくてすむ。 • クライアントは、これらのオブジェクトを実装 しているクラスを知らなくて済む。クライアン トは インターフェースについてのみ知っていれば よい。 • 当該インターフェースの振る舞いさえ保たれ れば、クライアントは、オブジェクトの内部実 装が変化しても影響は無い。 クラスB クラスC 処理１、処理３が できるということしか 知らない 処理２ができるというこ としか知らない ！ リファクタリングのポイント
- 44. 実装 実装 • コンポーネントの形成 オブジェクト指向とカプセル化⑦ クラスA 処理１ 処理3 インターフェース1 処理2 インターフェース2 一つのクラスでもよい クラスの集合体でもよい または コンポーネント
- 46. 臭 い きれい 臭 い きれい • リファクタリングとパターンの関係 パターン適⽤の意義① 同じようなクラス構造が よく出てくる… ・分析・抽出 ・一般化 ・カタログ化 リファクタリング コード 臭い コード きれい リファクタリング コード 臭い コード きれい 過去 現在 デザインパターン 指針
- 51. 関数型プログラミング
- 52. • 関数 • 高階関数 • クロージャー • 遅延評価 • 並列処理 • イミュータブル • ラムダ式 • マイクロサービス 関数型プログラミングの特徴