ソフトウェア設計及び演習2016

モジュール化

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!!! まとまりの良い単位を取り出す（モジュール化）

* ものに注目し，ものに対する操作をインタフェースと考える
* インタフェースがなるべく小さくなるように
* 同じモジュールの中に，いろいろな概念が入り込まないように

ソフトウェア開発においては，上記のようなモジュール化の考え方が非常に重要です．

!!! モジュール？

ある機能を実現するための関数群や，データの集合などを，'''他のものとは独立して閉じた形で扱えるように構成する'''
ことを「モジュール化」と呼びます．

!! モジュール化の利点

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，((color green 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．

!! 関数（操作），変数（もの）の隠ぺいと公開（インタフェース決め）

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．

((color green 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，((color green 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．

! 参考

* [[家の設計]]と[[ソフトウェアの設計]]

!!! （復習）ポーカーゲームのモジュール

モジュール化の例として，ソフトウェア構成論で学んだ

* [山モジュールの設計@|http://wiki.cis.iwate-u.ac.jp/~wiki/prog.cgi?山モジュール]
* [カードモジュールの設計@|http://wiki.cis.iwate-u.ac.jp/~wiki/prog.cgi?カードモジュール]
* [手札モジュールの設計@|http://wiki.cis.iwate-u.ac.jp/~wiki/prog.cgi?手札モジュール]
* [ゲームモジュールの設計@|http://wiki.cis.iwate-u.ac.jp/~wiki/prog.cgi?ゲームモジュール]

を見直してみましょう．

それぞれ
* 機能
* 独立性
* （インタフェースの）設計

があります．

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