アプリケーション設計¶

概要¶

ぷよぷよゲームの設計方針と実装アプローチについて説明します。 テスト駆動開発（TDD）とドメイン駆動設計（DDD）を基盤とし、8つのイテレーションで段階的に機能を実装しました。

設計方針¶

基本方針¶

変更を楽に安全にできて役に立つソフトウェアの実現
よいソフトウェアの原則に従った実装
継続的な改善によるコード品質の向上

開発手法¶

テスト駆動開発（TDD）: Red-Green-Refactorサイクル
ドメイン駆動設計（DDD）: ビジネスロジック中心の設計
イテレーション開発: 段階的な機能実装

イテレーション設計¶

全体計画¶

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各イテレーションの設計¶

イテレーション1: ゲーム基盤¶

設計目標: 最小限の動作するゲームを作成

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主要決定事項: - 6x12のフィールドサイズ - PuyoPairによるぷよペア管理 - 60FPSのゲームループ

イテレーション2: ぷよ移動¶

設計目標: ユーザー操作によるぷよ制御

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主要決定事項: - イベント駆動型入力処理 - 衝突判定の実装 - 30フレーム間隔の自由落下

イテレーション3: ぷよ回転¶

設計目標: ぷよペアの回転機能

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主要決定事項: - 時計回り90度回転 - 左右1マスの壁キック - 不変オブジェクトパターン

イテレーション4: 高速落下¶

設計目標: 下キーによる高速落下

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主要決定事項: - 既存移動システムの再利用 - 継続押下検出 - 通常落下との併存

イテレーション5: ぷよ消去¶

設計目標: 4つ以上連結したぷよの消去

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主要決定事項: - 深度優先探索による連結判定 - 消去後の重力適用 - 複数グループの同時処理

イテレーション6: 連鎖システム¶

設計目標: 連続消去による連鎖反応

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主要決定事項: - 再帰的連鎖判定 - 連鎖ボーナス計算式: 2^(連鎖数-1) - リアルタイムスコア表示

イテレーション7: 全消しボーナス¶

設計目標: フィールド全消去時の特別ボーナス

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主要決定事項: - 全消し判定のタイミング - 連鎖発生時のみボーナス適用 - 固定ボーナス値（2000点）

イテレーション8: ゲームオーバー¶

設計目標: ゲーム終了とリスタート機能

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主要決定事項: - ゲーム状態管理の導入 - 新ぷよ配置不可時のゲームオーバー - Rキーによるリスタート機能

設計パターン¶

使用したデザインパターン¶

1. State パターン¶

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2. Strategy パターン¶

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3. Observer パターン¶

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SOLID原則の適用¶

単一責任の原則（SRP）¶

Game: ゲームロジックのみ
GameField: フィールド状態管理のみ
GameRenderer: 描画処理のみ
InputHandler: 入力処理のみ

開放閉鎖の原則（OCP）¶

新しいぷよ色の追加: PuyoColor enum拡張
新しい入力方式: InputStrategy実装
新しい描画効果: GameRenderer拡張

依存関係逆転の原則（DIP）¶

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テスト設計¶

テスト戦略¶

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TDDサイクル¶

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テストケース設計¶

ドメインモデルのテスト¶

// Game.test.ts の例
describe('ぷよ移動', () => {
  it('左に移動できる', () => {
    // Arrange
    const game = new Game()
    game.start()

    // Act  
    const result = game.movePuyo(-1, 0)

    // Assert
    expect(result).toBe(true)
  })
})

境界値のテスト¶

// GameField.test.ts の例  
describe('フィールド境界', () => {
  it('範囲外の座標はfalseを返す', () => {
    const field = new GameField()

    expect(field.isValidPosition(-1, 0)).toBe(false) // 左端外
    expect(field.isValidPosition(6, 0)).toBe(false)  // 右端外
    expect(field.isValidPosition(0, -2)).toBe(false) // 上端外
    expect(field.isValidPosition(0, 12)).toBe(false) // 下端外
  })
})

パフォーマンス設計¶

レンダリング最適化¶

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メモリ管理¶

不変オブジェクト: PuyoPair, Puyo
オブジェクトプール: 使用していない（将来の最適化候補）
ガベージコレクション: 最小限のオブジェクト生成

計算量の最適化¶

処理	計算量	最適化手法
ぷよ移動判定	O(1)	座標計算のみ
連結判定	O(n)	深度優先探索
重力適用	O(n)	列ごとの処理
描画処理	O(n)	差分描画（将来）

エラーハンドリング設計¶

エラー分類¶

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エラー処理戦略¶

入力エラー: 無視して続行
状態エラー: ログ出力して安全な状態に復帰
システムエラー: ゲーム停止とエラー表示

セキュリティ設計¶

脅威モデル¶

脅威	対策
不正な入力	入力値検証
チート行為	クライアントサイドのみなので対象外
XSS攻撃	HTML要素への直接出力なし

セキュリティ対策¶

入力サニタイゼーション: キー入力の妥当性チェック
状態整合性: ゲーム状態の不正変更防止
型安全性: TypeScriptによる静的チェック

拡張性設計¶

将来の拡張項目¶

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拡張ポイント¶

新しいゲームモード: GameState拡張
新しい入力デバイス: InputHandler拡張
新しい描画効果: GameRenderer拡張
新しいAI: Strategy パターンでAI実装

まとめ¶

本設計により以下を実現：

高品質: TDDによる網羅的テスト
保守性: 明確な責務分離と設計パターン適用
拡張性: SOLID原則に基づく柔軟な設計
パフォーマンス: 効率的なアルゴリズムと描画
安全性: 型安全性とエラーハンドリング