[ruby-list:23186] Re: メソッドの中の動きを変える

石橋"rubyholic"秀仁です。コードを含むので長いです。
リファクタリング (refactoring) だと思って読んでください。

From: Shin-ichiro Hara <[e-mail]>
Subject: [ruby-list:23166] Re: メソッドの中の動きを変える

> 原です。
> 
> |石橋"rubyholic"秀仁です。
> 
> |つきつめると、継承どころか Mix-in さえ「やりすぎ」だと感じる
> |ようになってきました。これはおおげさですが、「安易に」継承や
> |Mix-in の採用を決めるのは、悪い設計への落し穴だと思います。
> 
> でも、Factory Method でも、操作の切替えに継承を用いるのではないでし
> ょうか。実は良く分かってないんですけど Factory Method。(^^;

GoF 本どおりに Factory Method を実装してみます。

#      	      Application      	       	AbstractDB
#  	  	   ^         	  	    ^
#  	       	   | inherits  	       	    | inherits
#	+----------+---------+		 +--+---+
#      	|  	   	     | 		 |     	|
#  MysqlApplication   CsvApplication   Mysql   Csv
#      	   |     	   |     	^       ^
#	   +----------------------------+ 	|
#		uses	   +--------------------+
#                                 uses

class Application
  def createDB  # abstract method
  end
  def restore
    @db = createDB
    @db.restore
  end
end

class MysqlApplication < Application
  def createDB
    Mysql.new
  end
end

class CsvApplication < Application
  def createDB
    Csv.new
  end
end

class AbstractDB
  def restore; open; read; close; end
  def open;end
  def read;end
  def close;end
end

class Mysql < AbstractDB
  def open; puts "open Mysql";end
  def read; puts "read Mysql";end
  def close; puts "close Mysql";end
end

class Csv < AbstractDB
  def open; puts "open Csv";end
  def read; puts "read Csv";end
  def close; puts "close Csv";end
end

foo = MysqlApplication.new
#foo = CsvApplication.new
foo.restore


でも Ruby なら継承を使わない方法もあります。Application#restore
と AbstractDB#restore をほかのクラスに吸収します。

class Application
  def setDB(db)
    @db = db
  end
  def restore
    @db.restore
  end
end

class Mysql
  def restore; open; read; close; end
  def open; puts "open Mysql";end
  def read; puts "read Mysql";end
  def close; puts "close Mysql";end
end

class Csv
  def restore; open; read; close; end
  def open; puts "open Csv";end
  def read; puts "read Csv";end
  def close; puts "close Csv";end
end

foo = Application.new
foo.setDB(Mysql.new)
#foo.setDB(Csv.new)
foo.restore

継承がなくなりました。DB (Mysql, Csv) がクライアント
(Application) に提供するインターフェースは #restore だけです。
observer.rb の #update と同じ考えかたですね。

クラスがクライアントに提供する interface を少なく制限することで、
継承を使わなくても整合性の問題などに悩まされることはありません。
# もちろんトレードオフです。継承が適した場合もあります。


<継承と委譲>
  ところで、Mysql と Csv には同じようなコードがありますね。

  同じようなコードをまとめるには継承を使うことがあります。しかし、
  継承はホワイトボックス的再利用です。それに対して、委譲 (包合) は
  ブラックボックス的再利用です。

  たとえば継承による再利用では、スーパクラスのあるインスタンス
  変数が除去されたらサブクラスも書きかえる必要がありますよね。
  委譲なら、クラスのインターフェースとリスポンシビリティ (責任)
  が変わらなければ、クライアントのコードを書きかえる必要がない。
</継承と委譲>


つぎに Mysql と Csv は既存のクラスで変更できないと仮定します。
既存のクラスですから、メソッド名が都合よく open, read, close
にそろっているはずありません。つぎのコードでは委譲で再利用します。
ちなみに GoF の Adapter パターンです。xInterface が Adapter です。

この仮定は既存のクラスを再利用するというだけではありません。
adaptee クラス (Mysql, Csv) の将来の変更が、client
(Application) に波及しないようにする意味もあります。

# class Application は上と同じ

class MysqlInterface   # <<adapter>>
  def restore
    db = Mysql.new
    db.connect
    db.query
    db.disconnect
  end
end

class CsvInterface   # <<adapter>>
  def restore
    csv = Csv.new
    csv.open
    csv.read
    csv.close
  end
end

class Mysql   # <<adaptee>>
  def connect; puts "new Mysql";end
  def query; puts "query Mysql";end
  def disconnect; puts "disconnect Mysql";end
end

class Csv   # <<adaptee>>
  def open; puts "open Csv";end
  def read; puts "read Csv";end
  def close; puts "close Csv";end
end

foo = Application.new
foo.setDB(MysqlInterface.new)
#foo.setDB(CsvInterface.new)
foo.restore

こんどは、Application が直接には Mysql や Csv を扱いません。
xInterface クラスが仲介し、Mysql と Csv のインターフェースを
Application に適合 (adapt) させます (#restore を提供)。


さて、これまでに 3 つのコードを示しました。
将来の変更に強い柔軟な設計は最後のコードだと思います。


> ですか。こんな感じで、継承は使う時は使いますよね。ただ、使う
> 場所を選ぼう、ということですか。

そうですね。継承は (よく切れるナイフのように) 強力で、危険です。
継承は "is-a" 関係と言われますけど、"is-a" には 2 つの意味が
あります。それを混同すると危険です。

『UML モデリングのエッセンス』に解説 (6.11 分類と汎化) があります。
"is-a" には「分類」と「汎化」の場合があり、「汎化は推移的
(B<A で C<B なら C<A) ですが、分類は推移的ではありません」ので、
誤ったサブクラス化により、「サブクラスが不適切になり、
リスポンシビリティが混乱するおそれがあります」。

# 汎化は "is-a-kind-of" で、分類は "is-an-instance-of" です。
# とまではっきりと書いてありません (^^;
# 英語の意味ではなく関係の意味を考えるべきですね。

こうした "is-a" の混乱により、
 * スーパクラスの内部的な変更がサブクラスへ波及する。
   容易に変更できないガラス細工のような設計になる。
 * サブクラスが不適切にスーパクラスの責任を乗っ取る。
   スーパクラスが使われているところは、すべてサブクラスで
   置換可能だというルールが破られる。
ということになります。


<汎化と特化>
  ぼくは複数のクラスから共通性を抽出して汎化する方法 (ボトムアップ
  アプローチ) を好みます。さきにスーパクラスを定義してから、
  サブクラスをいくつも定義するやりかた (トップダウンアプローチ)
  にはリスクがあります。そのリスクとは、早いうちにクラス階層を
  確定するリスクです。
  
  分析／設計が進むうちに継承関係が不適切だと分かることがあります。
  将来を正確に予見するのは困難ですから、トップダウンが得意でない
  人はボトムアップのほうが安全です。この点で動的言語は気楽です。
  
  # しかしドメインレベルの概念的分析においては、トップダウン
  # アプローチで分析が軌道にのることもありますね。この話は
  # ソフトウェアクラスの分析／設計についての話です。
</汎化と特化>


さて、スレッドの Subject は「メソッドの中の動きを変える」
ですけど、なぜここに至ったかを再検討することも有益です。
クラスを増やしたり減らしたりするより、すでにあるクラスの
メソッドをいじくるほうが手軽に思えるものです。しかし、
オブジェクトの協調 (collaboration) を検討するほうが、
早く答えに近づくと思いますよ。

「メソッド」はオブジェクト (クラス) が「責任」を果たすための
手段にすぎない、と考えて、まずは複数のオブジェクト (クラス)
の協調を設計することを考えるほうが良いと思います。
そのためには CRC カードという手法が有効だと思います。
# ぼくは CRC カードについて詳しいわけではなく、我流です。
# 日本語の解説は『UML モデリングのエッセンス』のコラムくらい？

--
Hideto "rubyholic" ISHIBASHI
http://www.rr.iij4u.or.jp/~hideto-i/
blade clone (yaiba) development:
http://www.rr.iij4u.or.jp/~hideto-i/rb/yaiba/index.html