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クリーンコードとは、保守性・拡張性・再利用性に優れた可読性の高いコードのことを指します。初心者にとっては難しい概念かもしれませんが、本ブログではクリーンコードの基本的な内容をわかりやすく解説します。プログラミング初心者でも理解できるよう、実例とともにクリーンコードのメリット・デメリット、大切さ、書き方のポイントなどを順を追って説明していきます。
COBOL→Java経験ありの元エンジニアです。システム開発に携わった経験から、皆さまにわかりやすいITの情報をお伝えします。
クリーンコードとは？定義と特徴を解説
クリーンコードとは、理解しやすく、変更が容易なコードのことを指します。クリーンコードが書かれることで開発者は、数ヶ月プロジェクトに取り組んだ後でも、自分の書いたコードや他者のコードを容易に理解し、修正することが可能です。ここでは、クリーンコードの定義や特徴について、さらに詳しく解説します。
クリーンコードの定義
クリーンコードとは、開発者が理解しやすく、変更が容易なコードのことです。クリーンコードの定義には、コードの可読性、保守性、拡張性の向上が含まれます。
クリーンコードを実践することで、他の開発者や将来の自分がコードを見たときに、その意図や機能を容易に理解できる状態になるため、開発プロセスがスムーズになり、ソフトウェアの品質が向上します。さらに、変更や追加が必要になった際に、最小限の労力で実現することが可能です。
クリーンコードの特徴
クリーンコードの特徴は、保守性、拡張性、可読性などがあり、これらはソフトウェア開発において非常に重要です。保守性が高いコードは、将来の変更や修正が容易であり、拡張性を持つコードは新機能の追加をスムーズに行えます。また、可読性の高いコードは、開発者が互いのコードを理解しやすく、効率的なチームワークを促進します。
高凝集・低結合の原則は、クリーンコードを書く上での基本です。高凝集とは、モジュールやクラスが特定の機能や責任に集中している状態を指し、低結合は異なるモジュール間の依存度が低い状態を意味します。これにより、コードの再利用性が高まり、保守性が向上し、システム全体の柔軟性が増すのです。
クリーンコードを書くメリット
ここからは、クリーンコードを書く以下の3つのメリットについて、詳しく解説します。
- 保守性が高まる
- 拡張性が高まる
- 再利用性が高まる
保守性が高まる
クリーンコードを書くことは、保守性に大きな影響を与えます。保守性が高まるとは、将来の変更や修正が容易になることです。クリーンコードの実践は、高凝集・低結合の原則に従うことから始まります。これにより、各モジュールや関数が特定の機能に集中し、他の部分との依存度を低く保てるのです。
具体的には、変数や関数の命名に意味を持たせることで、コードの理解が容易になります。例えば、単純にnameという変数名よりも、その変数が何を表しているのかを明確にする名前を選ぶことが推奨されます。また、クリーンコードでは、変数名、関数名、わかりやすい構文の使用を意識することが重要です。これにより、言語やドキュメントに関わらず、コードを容易に理解できるようになります。
拡張性が高まる
クリーンコードの実践は、ソフトウェア開発における拡張性の向上に大きな影響を与えます。高凝集・低結合の原則に従うことにより、各モジュールが独立して機能し、相互の依存度が低くなるため、新しい機能の追加や既存機能の修正が容易になるのです。特に、高凝集度を目指しつつ、現実的な制約を考慮した適度なレベルの凝集度を選択することが、複雑性の管理と拡張性の向上に寄与します。
具体的には、関数やクラスが単一の責任を持つようにすること（単一責任の原則）、関数のサイズを小さく保つこと、適切な命名規則に従い、意味のある変数名や関数名を選ぶことが挙げられます。これらのテクニックは、コードの可読性を高め、他の開発者がコードを理解しやすくするだけでなく、ソフトウェアの拡張やメンテナンスを効率的に行うための基盤となるでしょう。
再利用性が高まる
クリーンコードの実践は、ソフトウェア開発における再利用性を大幅に高めます。クリーンコードの原則に従うことで、コードベースが読みやすくなり、ナビゲートしやすくなるのです。読みやすく、理解しやすく、修正しやすいコードを書くことは、開発時間の短縮につながります。
高凝集・低結合の原則を適用することも、再利用性を高める上で重要です。モジュールが独立して機能し、他のモジュールとの依存度が低いことは、機能の追加や修正を容易にします。現実的には、プロジェクトの規模や他の制約を考慮して、適度なレベルの凝集度を選択することが推奨されます。
具体的な実践方法は、関数を小さく保ち、一つの関数に一つの責任を持たせることです。関数の長さを短くし（理想は2～5行程度）、関数が一つのことのみを行うように記述することで、コードの再利用性が向上します。
クリーンコードのデメリット
ここからは、クリーンコードの以下の2つのデメリットについて、詳しく解説します。クリーンコードの導入にあたり、メリットと比較するときの参考にしてください。
- コストがかかる
- 開発スピードが犠牲になる
コストがかかる
クリーンコードを実現する過程で発生する作業コストは、無視できない課題です。たとえば、多すぎるコメントはコードを読みにくくし、必要以上のメンテナンスの必要性を高めます。
一方でコメントが不足していると、コードの意図や機能を理解するための追加の時間を増加させるでしょう。これは特に新人教育の際に顕著になります。
適切なバランスを見つけるためには、コードそのものの品質を高め、不要なコメントを排除しながらも、コードから直接読み取れない情報を提供する必要があります。そのため、クリーンコードへの取り組みが始まる前に既存のコードのリファクタリングが必要になる場合があり、その結果として作業コストが増大するのです。
開発スピードが犠牲になる
クリーンコードの実践は、開発スピードに短期的な影響を及ぼす可能性があります。しかし長期的な視点から見れば、その影響は逆転し、開発速度と品質の両方を向上させることが可能です。
質とスピードは二律背反の関係ではなく、大域的に見ると互いに利益をもたらすものであるからです。例えば、テストの自動化は初期の投資が必要ですが、4回の繰り返しでコストが逆転し、速度が向上することが示されています。
リファクタリングは、コードの可読性とメンテナンス性を高め、結果的に開発速度を向上させる効果があります。プログラムの構造を改善し、ソースコードの理解を容易にすることで、機能追加やバグ修正の際にかかる時間を短縮可能です。しかし、リファクタリングのプロセスは注意深く行う必要があり、範囲を細かく区切り、頻繁にテストを行いながら進めることが推奨されます。
クリーンコードを書くコツ
ここからは、クリーンコードを書くための、以下の3つのコツを詳しく解説します。クリーンコードのメリットを最大化し、デメリットをより軽減するために参考にしてください。
- 可読性を高める
- 一貫性を保つ
- 簡潔にする
可読性を高める
クリーンコードを書く際の可読性を高めるコツは、主に変数名、関数名の選択、そしてわかりやすい構文を使用することです。変数や関数の名前はその機能や目的を明確に表すべきで、一般的な命名規則に従うことが推奨されます。また、コードの構造を簡潔に保ち、不必要な複雑さを避けることで、他の開発者がコードを容易に理解できるようにすることが大切です。
具体的な例は、変数名を適切に選ぶことです。例えば、nameという変数名ではその変数が何を表しているのか不明確であるため、AdministratorNameのように具体的な名前を使用し、その変数が管理者の名前を表していることを明確にします。
関数も機能や実行するタスクを明確に示す名前を付けることが重要です。例えば、checkUserAgeという関数名は、ユーザーの年齢をチェックする機能を持っていることを直感的に理解できるでしょう。
さらに、分割代入を利用することで、コードの可読性を向上できます。配列やオブジェクトから特定の値を取り出す際に、分割代入を使用すると、どの値がどの変数に割り当てられているのかが一目でわかります。この技術を用いることで、コードの意図がより明確に伝わり、後からコードを読み返した際や他の開発者がコードを読む際にも理解しやすくなります。
一貫性を保つ
一貫性を保つことは、クリーンコードを実践する上で非常に重要です。プロジェクト全体でコードの一貫性を維持することにより、論理的なエラーを減らし、読みやすさを向上できます。
一貫性を保つためには、既存のコードの流儀に従って、変数名の命名方法やモジュールの粒度などの統一が重要です。例えば、for文でカウントアップする際にiを使用するなら、それを徹底するなど、細かい部分にも注意を払う必要があります。
さらに関数の命名においては、「is〜」や「has〜」などの接頭辞を使って真偽値を返す関数を明確にするなど、命名規則にも一貫性の維持が大切です。クラス名は名詞を使い、関数やメソッドには動詞を含めるなど、役割に応じた命名を心がけると良いでしょう。
クリーンコードを実践することで、他の人がコードを理解しやすくなり、自分自身が過去に書いたコードを後から見返したときにも理解しやすくなります。プロジェクトのメンバー全員でクリーンコードの原則を共有し、一貫性を保ちながら品質の高いコードを書くことを目指しましょう。
簡潔にする
簡潔なコードを書くことは、プログラミングにおいて極めて重要です。簡潔なコードは、コードの可読性、メンテナンス性、そして拡張性を高めます。簡潔なコードを書くための主なコツは、以下の3つです。
- シンプルなコードを心掛ける
- リファクタリングを行う
- 高凝集・低結合を意識する
シンプルなコードは理解しやすく、エラーが起きにくくなります。関数を小さくし、一つの関数に一つの役割を持たせて、コードの可読性を向上させましょう。また重複するコードの削除や、ループ・条件分岐の最適化などを行った効率的なコードは、実行速度の向上やリソースの節約が期待できます。
コードの品質を維持し向上させるためには、リファクタリングが不可欠です。コードの冗長な部分や複雑すぎる箇所を特定し、改善していくことで、より良いコードへと進化できます。
クリーンコードを実現するには、高凝集・低結合な設計を目指すことが重要です。高凝集とは、モジュールが密接に関連する活動のみを行い、低結合はモジュール間の依存度が低い状態を指します。これにより、コードの再利用性が高まり、変更が容易になります。
クリーンコードのまとめ
クリーンコードとは、可読性が高く、他の開発者によって容易に理解、使用、および変更が可能なコードを指します。この概念は、ソフトウェア開発の生産性と効率性を向上させるために不可欠です。
クリーンコードを書くことは、プロジェクトの成功に不可欠であり、開発者間のコミュニケーションを促進し、長期的なメンテナンスを容易にします。開発者がこれらの原則と実践方法を理解し、日々のコーディングに取り入れることで、より良いソフトウェア開発が実現できるのです。
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