開発に手詰まりを感じたら静的設計を見直そう

はじめに

前回は、「ボウリングスコア計算プログラム」の開発をテスト駆動開発（以下TDD）で進めていく過程で、「ExtractMethod」というリファクタリング手法を用いて「連続ストライク」等より複雑なテストケースの実装を、初学者の「古谷」がTDDの達人である「高梨先輩」に教えを乞う形で進めてまいりました。今回は、「静的設計のブレイクスルー」をテーマに、「設計の洗練」についてご説明します。なお、この連載ではプログラミング言語RubyでTDDを実現しておりますが、必ずしもRuby経験者が対象ではありません。Ruby未経験者でもプログラミング経験者であれば、ある程度理解できるように考慮して進めてまいります。

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1. ［古谷］古谷です。前回は、ありがとうございました！　前々回の「スペア」に続き「ストライク」の実装を行ったことでもうTDDに関してはほぼ理解できた気がするのですが、錯覚でしょうか？
2. ［高梨］高梨です。そうですね、さすがにこれだけで「TDDはほぼ理解した」と公言したら場所によっては袋叩きにあう可能性があります。ですが、学習の過程で古谷さんが手応えと自信を獲得できたことを、僕はとても嬉しく思います。ちょうど今回から「振る舞い」や「事前条件・事後条件」等の動的設計から、静的設計である「インターフェース」や「名前（ネーミング）」にシフトしようと考えていたので、タイミング的にもベストです。
3. ［古谷］そうだった！　前回ちらっと高梨先輩がおっしゃっていた「動的設計」と「静的設計」の話を聞いて初めて、今まで自分がやっていたことが「動的設計」だということを知りました。「自分がやっていたことが何なのかも把握できていなかったのだ、ほぼ理解できた気がしていたけれど錯覚なのかな」と、最後にちょっと不安になったのを思い出しました……　でも不安がっても仕方ないので、とにかく前に進みます！
4. ［高梨］大丈夫です。今回も、今まで通りインクリメンタルに進めますので、安心してください。それでは、まずは今までの「動的設計」の総仕上げとして、「スペアとストライクの複合テストケース」を実装しましょう。さあ、今まで通り、まずはテストケースから考えていきましょうか。古谷さん、下記のような投球をした場合、ボウリングでは何点になりますか？」

• 第1投目：10ピン倒す（ストライク）
• 第2投目：5ピン倒す
• 第3投目：5ピン倒す（スペア）
• 第4投目：3ピン倒す
• 残り15投球：すべてガター

1. ［古谷］はい！　まず倒した本数は10＋5＋5＋3＝23本、ストライクのボーナスが2、3投目の5＋5本、スペアのボーナスが4投目の3本、23＋5＋5＋3＝36本です！
2. ［高梨］その通りです！　では早速テストケースを実装してみましょう。

図1：ストライクとスペアが続いた場合のテスト（クリックで拡大）

1. ［古谷］うーん、上手くいってないです……。
2. ［高梨］3点足りていませんね。
3. ［古谷］そうですね、ん？　ということは最後のスペアのボーナスがちゃんとカウントされていないのかもしれません、ちょっと見直します……　あっ！
4. ［高梨］わかりましたかどうしました？
5. ［古谷］スペアの判定がおかしいです！　このプログラムでは、第2投目にスペアの判定を行っていますが、第1投目か第2投目かの判断は、単純に交互に繰り返しになっているかで判断しています。今回のケースはストライクが第1投目に来たので、本来なら第3投目がフレーム単位では第2投目になるのですが、それが第1投目と判断されています！
6. ［高梨］確かに。まあ、スペアの実装中は、ストライクの概念を全く考えていなかったから仕方ないでしょう。さて、どうしましょうか？
7. ［古谷］そうですね……　安易に分岐を増やすとテストがまた面倒になるので、第1投目か2投目かの判断をする際に、ストライクのボーナスが2の時は強制的に1にするようにします。
8. ［高梨］なるほど。では、実装してみてください。
9. ［古谷］はい！　こんな感じです！

図2：@shot_noの設定条件を追加する（クリックで拡大）

1. ［高梨］素晴らしい！　それではどんどん進みましょう。次は、こんなテストケースを実装してみましょう。

• 第1投目：10ピン倒す（ストライク）
• 第2投目：10ピン倒す（ストライク）
• 第3投目：5ピン倒す
• 第4投目：5ピン倒す（スペア）
• 第5投目：3ピン倒す
• 残り13投球：すべてガター

1. ［高梨］この場合、倒した本数は10＋10＋5＋5＋3＝33本、ストライクのボーナスが2、3、4投目の10＋5＋5＋5本、スペアのボーナスが5投目の3本、33＋10＋5＋5＋5＋3＝61本になるはずです。

図3：スペアと連続ストライクのケースをテスト（クリックで拡大）

1. ［古谷］あれ？　58になりました……　うーん、やっぱりボーナスの計算がおかしいですね。、さっき修正したはずなのに、なぜでしょう？
2. ［高梨］前回のテストケースは通っていますね。では、今回と前回のテストケースの違いはなんでしょうか？
3. ［古谷］それは連続ストライクか単発ストライクかだけの違いしかなくて……　あっ！　ちょ、ちょっと待ってください、見直します！
4. ［高梨］大丈夫です。慌てないで、じっくり見直してください。
5. ［古谷］ 第1投目か2投目かの判断をする時、ストライクのボーナスカウント数しか判定条件になっていません。、連続ストライクのボーナスカウント数も対象にしないと！　修正します！
6. ［高梨］お願いします。実装できましたか？
7. ［古谷］はい！

図4：さらに@shot_noの設定条件を追加（クリックで拡大）