第 12 章: エラーハンドリングと型安全性¶

12.1 はじめに¶

前章までに、関数型プログラミングのテクニックを FizzBuzz に適用しました。最終章では、型安全性 を強化し、マジックナンバーを排除した堅牢な設計を完成させます。

12.2 None 安全と Optional パターン¶

Python には Java の Optional に直接対応する型はありませんが、None と型ヒント T | None で同等のパターンを実現できます。

ファクトリメソッドの改善¶

従来の FizzBuzzType.create() は、未定義タイプに FizzBuzzTypeNotDefined を返していました。呼び出し側が None の可能性を認識できるように改善します。

@staticmethod
def create(type_: int) -> "FizzBuzzType | None":
    types: dict[int, type[FizzBuzzType]] = {
        1: FizzBuzzType01,
        2: FizzBuzzType02,
        3: FizzBuzzType03,
    }
    cls = types.get(type_)
    return cls() if cls else None

12.3 列挙型による型安全なファクトリ¶

マジックナンバー（1, 2, 3）の代わりに Enum を使います。

from enum import Enum

class FizzBuzzTypeName(Enum):
    STANDARD = "standard"
    NUMBER_ONLY = "number_only"
    FIZZ_BUZZ_ONLY = "fizz_buzz_only"

型安全なファクトリメソッド¶

@staticmethod
def create_from_name(name: FizzBuzzTypeName) -> "FizzBuzzType":
    mapping: dict[FizzBuzzTypeName, type[FizzBuzzType]] = {
        FizzBuzzTypeName.STANDARD: FizzBuzzType01,
        FizzBuzzTypeName.NUMBER_ONLY: FizzBuzzType02,
        FizzBuzzTypeName.FIZZ_BUZZ_ONLY: FizzBuzzType03,
    }
    return mapping[name]()

テスト¶

def test_列挙型でタイプを生成する(self) -> None:
    type_ = FizzBuzzType.create_from_name(FizzBuzzTypeName.STANDARD)
    assert type_.generate(15) == FizzBuzzValue(15, "FizzBuzz")

def test_存在しないタイプはKeyErrorになる(self) -> None:
    # Enum はそもそも不正な値を許さない
    with pytest.raises(KeyError):
        FizzBuzzTypeName("invalid")

12.4 match 文によるパターンマッチング¶

Python 3.10 以降で使える match 文を活用します。

def describe(value: FizzBuzzValue) -> str:
    match value.value:
        case "Fizz":
            return f"{value.number} は 3 の倍数"
        case "Buzz":
            return f"{value.number} は 5 の倍数"
        case "FizzBuzz":
            return f"{value.number} は 15 の倍数"
        case _:
            return f"{value.number} はそのまま"

12.5 エントリポイントの更新¶

# main.py
from lib.domain.type.fizz_buzz_type import FizzBuzzType
from lib.domain.type.fizz_buzz_type_name import FizzBuzzTypeName
from lib.application.fizz_buzz_list_command import FizzBuzzListCommand

if __name__ == "__main__":
    type_ = FizzBuzzType.create_from_name(FizzBuzzTypeName.STANDARD)
    command = FizzBuzzListCommand(type_)
    result = command.execute()
    for i in range(result.size()):
        print(result.get(i))

12.6 まとめ¶

第 4 部の振り返り¶

章	テーマ	適用した技法
10	高階関数と関数合成	`lambda`、リスト内包表記、`filter()`、`functools`
11	不変データとパイプライン	非破壊的 `add()`、ジェネレータ、`itertools`
12	エラーハンドリングと型安全性	`Enum`、型安全ファクトリ、`match` 文

全体の振り返り¶

第 1 部: 手続き的な FizzBuzz（1 クラス）
    ↓
第 2 部: 開発環境と自動化（テスト・Lint・CI）
    ↓
第 3 部: オブジェクト指向設計（ポリモーフィズム・パターン・SOLID）
    ↓
第 4 部: 関数型プログラミング（高階関数・不変データ・型安全性）

概念	Java	Python
Optional	`Optional<T>`	`T \\| None` + 型ヒント
列挙型	`enum`	`enum.Enum`
パターンマッチング	`switch` 式	`match` 文
型安全ファクトリ	`enum` + `static` メソッド	`Enum` + `@staticmethod`