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インターフェースの定義
インターフェースはクラスが満たすべきコントラクトを定義します。T-Rubyでは、インターフェースは実装の詳細なしにクラスが実装すべきメソッドを指定します。これによりポリモーフィズムが可能になり、柔軟でメンテナンスしやすいコードを作成できます。
基本的なインターフェース定義
interfaceキーワードを使用してインターフェースを定義します：
basic_interface.trb
interface Printable
def print(): void
def to_string(): String
end
class Document
implements Printable
attr_accessor :content: String
def initialize(content: String)
@content = content
end
def print(): void
puts @content
end
def to_string(): String
@content
end
end
class Image
implements Printable
attr_accessor :url: String
def initialize(url: String)
@url = url
end
def print(): void
puts "Printing image from #{@url}"
end
def to_string(): String
"Image: #{@url}"
end
end
# 使用例
def print_item(item: Printable): void
item.print()
end
doc = Document.new("Hello World")
img = Image.new("https://example.com/image.jpg")
print_item(doc) # "Hello World"
print_item(img) # "Printing image from https://example.com/image.jpg"
パラメータを持つインターフェースメソッド
インターフェースはパラメータを持つメソッドを定義できます：
interface_parameters.trb
interface Comparable<T>
def compare_to(other: T): Integer
def equals?(other: T): Boolean
def greater_than?(other: T): Boolean
def less_than?(other: T): Boolean
end
class Version
implements Comparable<Version>
attr_reader :major: Integer
attr_reader :minor: Integer
attr_reader :patch: Integer
def initialize(major: Integer, minor: Integer, patch: Integer)
@major = major
@minor = minor
@patch = patch
end
def compare_to(other: Version): Integer
if @major != other.major
@major <=> other.major
elsif @minor != other.minor
@minor <=> other.minor
else
@patch <=> other.patch
end
end
def equals?(other: Version): Boolean
compare_to(other) == 0
end
def greater_than?(other: Version): Boolean
compare_to(other) > 0
end
def less_than?(other: Version): Boolean
compare_to(other) < 0
end
end
# 使用例
v1 = Version.new(1, 2, 3)
v2 = Version.new(1, 2, 4)
puts v1.less_than?(v2) # true
puts v2.greater_than?(v1) # true
puts v1.equals?(v2) # false
ジェネリックインターフェース
インターフェースは任意の型で動作するようにジェネリックにできます：
generic_interface.trb
interface Container<T>
def add(item: T): void
def remove(item: T): Boolean
def contains(item: T): Boolean
def size(): Integer
def is_empty?(): Boolean
def clear(): void
end
class Stack<T>
implements Container<T>
def initialize()
@items: Array<T> = []
end
def add(item: T): void
@items.push(item)
end
def remove(item: T): Boolean
index = @items.index(item)
if index
@items.delete_at(index)
true
else
false
end
end
def contains(item: T): Boolean
@items.include?(item)
end
def size(): Integer
@items.length
end
def is_empty?(): Boolean
@items.empty?
end
def clear(): void
@items.clear()
end
def pop(): T?
@items.pop
end
def peek(): T?
@items.last
end
end
# 使用例
string_stack: Container<String> = Stack<String>.new
string_stack.add("Hello")
string_stack.add("World")
puts string_stack.size() # 2
puts string_stack.contains("Hello") # true
複数メソッドのインターフェース
インターフェースは多くのメソッドを定義できます：
multiple_methods.trb
interface Repository<T>
def find(id: Integer): T?
def find_all(): Array<T>
def create(entity: T): T
def update(id: Integer, entity: T): Boolean
def delete(id: Integer): Boolean
def exists?(id: Integer): Boolean
def count(): Integer
end
class UserRepository
implements Repository<User>
def initialize()
@users: Hash<Integer, User> = {}
@next_id: Integer = 1
end
def find(id: Integer): User?
@users[id]
end
def find_all(): Array<User>
@users.values
end
def create(user: User): User
user.id = @next_id
@users[@next_id] = user
@next_id += 1
user
end
def update(id: Integer, user: User): Boolean
if @users.key?(id)
@users[id] = user
true
else
false
end
end
def delete(id: Integer): Boolean
if @users.key?(id)
@users.delete(id)
true
else
false
end
end
def exists?(id: Integer): Boolean
@users.key?(id)
end
def count(): Integer
@users.length
end
end
class User
attr_accessor :id: Integer?
attr_accessor :name: String
attr_accessor :email: String
def initialize(name: String, email: String)
@id = nil
@name = name
@email = email
end
end
インターフェースの継承
インターフェースは他のインターフェースを拡張できます：
interface_inheritance.trb
interface Readable
def read(): String
end
interface Writable
def write(content: String): void
end
interface ReadWrite extends Readable, Writable
def append(content: String): void
def clear(): void
end
class File
implements ReadWrite
def initialize(path: String)
@path = path
@content: String = ""
end
def read(): String
@content
end
def write(content: String): void
@content = content
end
def append(content: String): void
@content += content
end
def clear(): void
@content = ""
end
end
# 使用例
file = File.new("/path/to/file.txt")
file.write("Hello")
file.append(" World")
puts file.read() # "Hello World"
file.clear()
puts file.read() # ""
プロパティを持つインターフェース
インターフェースで必須プロパティを定義します：
interface_properties.trb
interface Identifiable
def id(): Integer
def name(): String
def created_at(): Time
end
interface Taggable
def tags(): Array<String>
def add_tag(tag: String): void
def remove_tag(tag: String): void
def has_tag?(tag: String): Boolean
end
class BlogPost
implements Identifiable, Taggable
attr_reader :id: Integer
attr_reader :name: String
attr_reader :created_at: Time
def initialize(id: Integer, name: String)
@id = id
@name = name
@created_at = Time.now
@tags: Array<String> = []
end
def tags(): Array<String>
@tags
end
def add_tag(tag: String): void
@tags.push(tag) unless @tags.include?(tag)
end
def remove_tag(tag: String): void
@tags.delete(tag)
end
def has_tag?(tag: String): Boolean
@tags.include?(tag)
end
end
実践例：プラグインシステム
プラグインアーキテクチャのためにインターフェースを使用した完全な例：
plugin_system.trb
interface Plugin
def name(): String
def version(): String
def initialize_plugin(): void
def execute(): void
def shutdown(): void
def is_enabled?(): Boolean
end
interface Configurable
def configure(options: Hash<String, String | Integer | Boolean>): void
def get_config(key: String): String | Integer | Boolean | nil
end
class LoggerPlugin
implements Plugin, Configurable
def initialize()
@enabled: Boolean = true
@config: Hash<String, String | Integer | Boolean> = {}
end
def name(): String
"Logger Plugin"
end
def version(): String
"1.0.0"
end
def initialize_plugin(): void
puts "Initializing #{name()} v#{version()}"
end
def execute(): void
log_level = get_config("level") || "info"
puts "[#{log_level.to_s.upcase}] Plugin executing"
end
def shutdown(): void
puts "Shutting down #{name()}"
end
def is_enabled?(): Boolean
@enabled
end
def configure(options: Hash<String, String | Integer | Boolean>): void
@config = options
end
def get_config(key: String): String | Integer | Boolean | nil
@config[key]
end
end
class CachePlugin
implements Plugin, Configurable
def initialize()
@enabled: Boolean = true
@config: Hash<String, String | Integer | Boolean> = {}
@cache: Hash<String, String> = {}
end
def name(): String
"Cache Plugin"
end
def version(): String
"2.0.0"
end
def initialize_plugin(): void
max_size = get_config("max_size") || 100
puts "Initializing #{name()} with max size #{max_size}"
end
def execute(): void
puts "Cache has #{@cache.length} items"
end
def shutdown(): void
@cache.clear()
puts "Cache cleared and shutdown"
end
def is_enabled?(): Boolean
@enabled
end
def configure(options: Hash<String, String | Integer | Boolean>): void
@config = options
end
def get_config(key: String): String | Integer | Boolean | nil
@config[key]
end
end
class PluginManager
def initialize()
@plugins: Array<Plugin> = []
end
def register(plugin: Plugin): void
@plugins.push(plugin)
end
def initialize_all(): void
@plugins.each do |plugin|
plugin.initialize_plugin() if plugin.is_enabled?()
end
end
def execute_all(): void
@plugins.each do |plugin|
plugin.execute() if plugin.is_enabled?()
end
end
def shutdown_all(): void
@plugins.each do |plugin|
plugin.shutdown() if plugin.is_enabled?()
end
end
end
# 使用例
manager = PluginManager.new
logger = LoggerPlugin.new
logger.configure({ "level" => "debug" })
manager.register(logger)
cache = CachePlugin.new
cache.configure({ "max_size" => 200 })
manager.register(cache)
manager.initialize_all()
manager.execute_all()
manager.shutdown_all()
実践例：データシリアライゼーション
様々なシリアライゼーション形式のためのインターフェース：
serialization.trb
interface Serializer
def serialize(data: Hash<String, String | Integer | Boolean>): String
def deserialize(text: String): Hash<String, String | Integer | Boolean>
def format(): String
end
class JSONSerializer
implements Serializer
def serialize(data: Hash<String, String | Integer | Boolean>): String
# JSONシリアライゼーション
data.to_json
end
def deserialize(text: String): Hash<String, String | Integer | Boolean>
# JSONデシリアライゼーション
JSON.parse(text)
end
def format(): String
"json"
end
end
class XMLSerializer
implements Serializer
def serialize(data: Hash<String, String | Integer | Boolean>): String
# XMLシリアライゼーション
xml = "<root>"
data.each do |key, value|
xml += "<#{key}>#{value}</#{key}>"
end
xml += "</root>"
xml
end
def deserialize(text: String): Hash<String, String | Integer | Boolean>
# XMLデシリアライゼーション（簡略化）
{}
end
def format(): String
"xml"
end
end
class YAMLSerializer
implements Serializer
def serialize(data: Hash<String, String | Integer | Boolean>): String
# YAMLシリアライゼーション
data.to_yaml
end
def deserialize(text: String): Hash<String, String | Integer | Boolean>
# YAMLデシリアライゼーション
YAML.load(text)
end
def format(): String
"yaml"
end
end
# シリアライゼーションサービス
class SerializationService
def initialize(serializer: Serializer)
@serializer = serializer
end
def save(data: Hash<String, String | Integer | Boolean>, filename: String): void
content = @serializer.serialize(data)
File.write("#{filename}.#{@serializer.format()}", content)
puts "Saved as #{@serializer.format()}"
end
def load(filename: String): Hash<String, String | Integer | Boolean>
content = File.read("#{filename}.#{@serializer.format()}")
@serializer.deserialize(content)
end
end
# 使用例
data = { "name" => "Alice", "age" => 30, "active" => true }
json_service = SerializationService.new(JSONSerializer.new)
json_service.save(data, "user")
xml_service = SerializationService.new(XMLSerializer.new)
xml_service.save(data, "user")
yaml_service = SerializationService.new(YAMLSerializer.new)
yaml_service.save(data, "user")
ベストプラクティス
-
インターフェースを小さくフォーカスされた状態に保つ：インターフェース分離の原則に従ってください - 一つの大きなインターフェースより複数の小さなインターフェースが良いです。
-
説明的な名前を使用：インターフェース名は機能を明確に説明すべきです（例：
Serializable、Comparable、Printable）。 -
すべてのメソッドシグニチャに型を付ける：すべてのインターフェースメソッドは完全な型アノテーションを持つべきです。
-
インターフェースコントラクトを文書化：各メソッドが何をすべきか、制約条件を明確に文書化してください。
-
柔軟性のためにジェネリクスを使用：ジェネリックインターフェースは型安全性を維持しながら多くの型で動作できます。
-
メソッドの凝集度を考慮：インターフェースのメソッドは関連しており、一緒に動作すべきです。
一般的なインターフェースパターン
イテレーターインターフェース
iterator.trb
interface Iterator<T>
def has_next?(): Boolean
def next(): T
def reset(): void
end
class ArrayIterator<T>
implements Iterator<T>
def initialize(items: Array<T>)
@items = items
@position = 0
end
def has_next?(): Boolean
@position < @items.length
end
def next(): T
item = @items[@position]
@position += 1
item
end
def reset(): void
@position = 0
end
end
オブザーバーインターフェース
observer.trb
interface Observer
def update(event: String, data: Hash<String, String>): void
end
interface Observable
def attach(observer: Observer): void
def detach(observer: Observer): void
def notify(event: String, data: Hash<String, String>): void
end
ビルダーインターフェース
builder.trb
interface Builder<T>
def reset(): void
def build(): T
end
interface QueryBuilder extends Builder<String>
def select(fields: Array<String>): QueryBuilder
def from(table: String): QueryBuilder
def where(condition: String): QueryBuilder
end
まとめ
T-Rubyのインターフェースは以下を提供します：
- コントラクト：クラスが実装すべきもの
- ポリモーフィズム：異なるクラスを相互に置き換え可能
- 型安全性：実装がインターフェースと一致することを確認
- 柔軟性：ジェネリックおよび組み合わせ可能なインターフェースを通じて
コードベースで機能とコントラクトを定義するためにインターフェースを使用してください。メンテナンス可能でテスト可能で柔軟なアプリケーションを構築するために不可欠です。