ソフトウェア設計及び演習2015

超単純な例として，大量のデータがファイルで与えられ，それをソーティングして出力する，という問題を考えます．

これを実現するには，ファイルを読み込み，適当な手法とパラメータを用いてソーティングアルゴリズムを開始し，得られた結果を画面表示する，という手順が必要なので，プログラムとしては，大きく

• データファイル読み込みモジュール
• アルゴリズム本体のモジュール
• 結果表示モジュール

という3つの単位に分けることができます．これらの処理単位ごとに分割したソースファイルを準備すれば，プログラム開発やデバッグは個別に行うことができます．

ソーティングアルゴリズムが何種類も考えられる場合には，データ読み込みと結果表示のモジュールはそのままで，「アルゴリズム本体」モジュールだけを差し替えればいいことになります．このように，上手くモジュール分けされたプログラムであれば，他のユーザが作成したモジュールでも簡単に自分のプログラムに組み込み可能となります．

モジュール化を考える上で大事なことは，単に「同様の処理で関連している関数群をまとめる」ことだけではなく，処理されるデータや関数を，

• そのモジュール内だけで扱われるもの，と
• 外側や上位のモジュールともやり取りを行わなければならないもの

に分けることです．

前者のモジュール内だけで扱う関数，変数は，例えば static 修飾子などを使用してモジュール内部に隠します．

また，後者の「外部とのやり取りを必要とする関数，変数」は，最小限に抑えておくことが重要です．これがインタフェースに相当します．

モジュールとインタフェースを適切に定めておけば，隠された機能の変更は，その影響をモジュール内部だけに抑えらるので修正が容易です．モジュールを丸ごと入れ替えるのも簡単です．

さらに，他人の作ったモジュールでも，外側からアクセスする関数の動作や変数（インタフェース）にだけ気をつければ，問題なく使用できます．

以上のように，「何を公開して何を隠ぺいするか」といったインタフェースの設計は，（プログラムの修正・変更なども考慮した）プログラミング全体の設計に関わりますので，よく考える必要があります．