第 9 章: SOLID 原則とモジュール設計¶

9.1 はじめに¶

前章までに多くのデザインパターンを適用しましたが、すべてのクラスが 1 つのファイルに詰め込まれた状態です。この章では SOLID 原則 の観点からコードを検証し、責務に基づいた モジュール設計 を行います。

9.2 SOLID 原則の検証¶

単一責任原則（SRP: Single Responsibility Principle）¶

クラスが変更される理由は一つでなければならない

クラス	責務	変更理由
`FizzBuzzValue`	FizzBuzz の結果値を表現	値の表現方法が変わるとき
`FizzBuzzList`	FizzBuzz の結果コレクションを管理	コレクション操作が変わるとき
`FizzBuzzType01`	タイプ 1 の変換ルール	タイプ 1 のルールが変わるとき
`FizzBuzzType02`	タイプ 2 の変換ルール	タイプ 2 のルールが変わるとき
`FizzBuzzType03`	タイプ 3 の変換ルール	タイプ 3 のルールが変わるとき
`FizzBuzzValueCommand`	単一値の生成操作	値の生成方法が変わるとき
`FizzBuzzListCommand`	リストの生成操作	リストの生成方法が変わるとき

各クラスが 1 つの責務を持ち、変更理由は 1 つです。SRP を満たしています。

開放閉鎖原則（OCP: Open-Closed Principle）¶

ソフトウェアエンティティは拡張に対して開いていて、修正に対して閉じている

新しいタイプ（例: タイプ 4）を追加する場合:

FizzBuzzType04 クラスを 新規作成 する
FizzBuzzType.create() の switch 文に 1 行追加する

既存の FizzBuzzType01〜03 は一切変更しません。OCP を満たしています。

依存関係逆転の原則（DIP: Dependency Inversion Principle）¶

上位レベルのモジュールは下位レベルのモジュールに依存してはならない。両方とも抽象に依存すべき

FizzBuzzValueCommand ──→ FizzBuzzType (抽象)
FizzBuzzListCommand  ──→ FizzBuzzType (抽象)
                              ↑
                    FizzBuzzType01, Type02, Type03

コマンド（上位）は抽象クラス FizzBuzzType に依存
具体的な Type01〜03 には直接依存しない
DIP を満たしています

9.3 モジュール設計¶

設計方針¶

責務に基づいて 3 つのレイヤーに分割します。

レイヤー	配置先	責務
ドメインモデル	`domain/model/`	値オブジェクト、コレクション
ドメインタイプ	`domain/type/`	ビジネスルール（FizzBuzz 変換）
アプリケーション	`application/`	操作の実行（コマンド）

ディレクトリ構成¶

src/
├── index.ts                          (エントリポイント)
└── fizzbuzz/
    ├── index.ts                      (バレルファイル: 全クラスを re-export)
    ├── domain/
    │   ├── model/
    │   │   ├── fizz-buzz-value.ts    (FizzBuzzValue)
    │   │   └── fizz-buzz-list.ts     (FizzBuzzList)
    │   └── type/
    │       ├── fizz-buzz-type.ts     (FizzBuzzType abstract + create)
    │       ├── fizz-buzz-type-01.ts  (FizzBuzzType01)
    │       ├── fizz-buzz-type-02.ts  (FizzBuzzType02)
    │       └── fizz-buzz-type-03.ts  (FizzBuzzType03)
    └── application/
        ├── fizz-buzz-command.ts      (FizzBuzzCommand interface)
        ├── fizz-buzz-value-command.ts (FizzBuzzValueCommand)
        └── fizz-buzz-list-command.ts  (FizzBuzzListCommand)

依存関係¶

application/ ──→ domain/type/ ──→ domain/model/
     ↓                ↓                 ↓
  コマンド          タイプ            値・コレクション

domain/model/ は他のモジュールに依存しない（最も安定）
domain/type/ は domain/model/ のみに依存
application/ は domain/type/ と domain/model/ に依存

バレルファイル（index.ts）¶

TypeScript では バレルファイル を使って、モジュールの公開 API を集約します。

// src/fizzbuzz/index.ts
export { FizzBuzzValue } from "./domain/model/fizz-buzz-value.js";
export { FizzBuzzList } from "./domain/model/fizz-buzz-list.js";
export { FizzBuzzType } from "./domain/type/fizz-buzz-type.js";
export { FizzBuzzType01 } from "./domain/type/fizz-buzz-type-01.js";
export { FizzBuzzType02 } from "./domain/type/fizz-buzz-type-02.js";
export { FizzBuzzType03 } from "./domain/type/fizz-buzz-type-03.js";
export type { FizzBuzzCommand } from "./application/fizz-buzz-command.js";
export { FizzBuzzValueCommand } from "./application/fizz-buzz-value-command.js";
export { FizzBuzzListCommand } from "./application/fizz-buzz-list-command.js";

利用側は 1 つの import パスですべてのクラスにアクセスできます:

import {
  FizzBuzzType,
  FizzBuzzValueCommand,
  FizzBuzzListCommand,
} from "./fizzbuzz/index";

9.4 エントリポイントの更新¶

// src/index.ts
export {
  FizzBuzzValue,
  FizzBuzzList,
  FizzBuzzType,
  FizzBuzzType01,
  FizzBuzzType02,
  FizzBuzzType03,
  FizzBuzzValueCommand,
  FizzBuzzListCommand,
} from "./fizzbuzz/index.js";

9.5 テストの再編成¶

テストもモジュール構造に合わせて分割します。

test/
└── fizzbuzz/
    ├── domain/
    │   ├── model/
    │   │   ├── fizz-buzz-value.test.ts
    │   │   └── fizz-buzz-list.test.ts
    │   └── type/
    │       └── fizz-buzz-type.test.ts
    └── application/
        └── fizz-buzz-command.test.ts

fizz-buzz-type.test.ts¶

import { describe, expect, test } from "vitest";
import {
  FizzBuzzType,
  FizzBuzzType01,
  FizzBuzzType02,
  FizzBuzzType03,
} from "../../../../src/fizzbuzz/index";

describe("FizzBuzzType", () => {
  describe("タイプ1の場合", () => {
    const type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzType.TYPE_01);

    test("1を渡したら文字列1を返す", () => {
      expect(type.generate(1).toString()).toBe("1");
    });

    test("3を渡したらFizzを返す", () => {
      expect(type.generate(3).toString()).toBe("Fizz");
    });

    test("5を渡したらBuzzを返す", () => {
      expect(type.generate(5).toString()).toBe("Buzz");
    });

    test("15を渡したらFizzBuzzを返す", () => {
      expect(type.generate(15).toString()).toBe("FizzBuzz");
    });
  });

  describe("ファクトリメソッド", () => {
    test("TYPE_01 を指定すると FizzBuzzType01 が返る", () => {
      expect(FizzBuzzType.create(FizzBuzzType.TYPE_01)).toBeInstanceOf(
        FizzBuzzType01,
      );
    });

    test("未定義のタイプを指定するとエラーが発生する", () => {
      expect(() => FizzBuzzType.create(99)).toThrow("未定義のタイプ: 99");
    });
  });
});

fizz-buzz-command.test.ts¶

import { describe, expect, test } from "vitest";
import {
  FizzBuzzListCommand,
  FizzBuzzType,
  FizzBuzzValueCommand,
} from "../../../src/fizzbuzz/index";

describe("FizzBuzzCommand", () => {
  test("FizzBuzzValueCommand は単一の値を生成する", () => {
    const type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzType.TYPE_01);
    const command = new FizzBuzzValueCommand(type, 3);
    const result = command.execute();
    expect(result.toString()).toBe("Fizz");
  });

  test("FizzBuzzListCommand はリストを生成する", () => {
    const type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzType.TYPE_01);
    const command = new FizzBuzzListCommand(type, 100);
    const result = command.execute();
    expect(result.size).toBe(100);
  });
});

テスト実行結果¶

 ✓ test/fizzbuzz/domain/model/fizz-buzz-value.test.ts (4 tests) 2ms
 ✓ test/fizzbuzz/domain/model/fizz-buzz-list.test.ts (4 tests) 2ms
 ✓ test/fizzbuzz/domain/type/fizz-buzz-type.test.ts (16 tests) 1ms
 ✓ test/fizzbuzz/application/fizz-buzz-command.test.ts (3 tests) 2ms

 Test Files  4 passed (4)
      Tests  27 passed (27)

9.6 各言語のモジュール設計比較¶

概念	TypeScript	Java	Python
モジュール単位	ファイル（ES Modules）	パッケージ	パッケージ
公開制御	`export` / non-export	`public` / package-private	`__all__` / `_` 規約
バレルファイル	`index.ts` の re-export	パッケージの public class	`__init__.py`
名前空間	ファイルパス	パッケージ名	モジュールパス
循環依存対策	バレルファイルで集約	パッケージ設計で制御	`__init__.py` で制御

9.7 まとめ¶

第 3 部（章 7〜9）を通じて、手続き的な FizzBuzz を OOP 設計に進化させました。

章	テーマ	適用したパターン
7	カプセル化とポリモーフィズム	Strategy パターン、ファクトリメソッド
8	デザインパターンの適用	Value Object、First-Class Collection、Command パターン
9	SOLID 原則とモジュール設計	SRP、OCP、DIP、モジュール分割

Before / After¶

Before（第 2 部終了時）:

src/fizzbuzz.ts (1 ファイル、1 クラス)
test/fizzbuzz.test.ts (1 ファイル)

After（第 3 部終了時）:

src/fizzbuzz/
├── domain/model/    (値オブジェクト、コレクション)
├── domain/type/     (ビジネスルール)
└── application/     (コマンド)

test/fizzbuzz/
├── domain/model/    (値・コレクションのテスト)
├── domain/type/     (タイプのテスト)
└── application/     (コマンドのテスト)

次の第 4 部では、関数型プログラミングの観点から FizzBuzz を再構成し、高階関数、不変データ、型安全なエラーハンドリングを学びます。