もうすぐ完成！　テスト駆動開発によるボウリングのスコア計算プログラム

はじめに

前回は、「静的設計のブレイクスルー」をテーマに、「設計の洗練」とそれに伴うリファクタリングについて初学者の「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。今回は前回「責務の分担」を行ったクラスに実装を行う過程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。正直、前回学んだ範囲について、ちゃんと理解できているとはいいがたい状態です。設計のスキルも、MECE（Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive：重複なく、漏れなく）で今までの設計を俯瞰するスキルも、どちらも私はまだまだです……
2. ［高梨］高梨です。前回は盛りだくさんで大変でしたからね。ですが、私が伝えたかったのは、実は以下の2点だけなのです。

1. TDDを進めていると、今回のように「手詰まり感」が出てくることがあります。そのタイミングで、一度静的な設計を見直しましょう。
2. TDDを行う際には、「動的設計」と「静的設計」を交互に行き来することで、全体的な設計を洗練していきます。

1. ［高梨］今回は、前回手掛けたBowlingGameクラスとFrameクラスの「責務の分担」の実装を進めることで、古谷さんの不安を一掃していきましょう。大丈夫です、今の不安を自信に変えて行くのがTDDですから。
2. ［古谷］不安を一掃……
   なんとなく倍増しそうな気がしなくもないですが、わかりました。頑張ります！
3. ［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しょうね。前回どこまで進んだか覚えていますか？
4. ［古谷］前回はここまでの設計を行いました。そして、投球を実際に記録するところまでは一応実装しています。

図1：前回までの成果（クリックで拡大）

1. ［高梨］ありがとうございます！
   それでは前回に引き続き今回もFrameの実装を続けましょう。まずは「Frameの完了を判定する」このテストケースを作ってみてください。
2. ［古谷］フレームの完了？
   えっと、投球が2回完了しているかどうかの判断だけで大丈夫ですか？
3. ［高梨］まずはそれからで大丈夫ですよ。メソッド名はfinished?でどうでしょう？
   今回のテストケースでは、refuteメソッドを使用してください。refuteは、結果がfalseである場合に成功します。これまで使っていたassertは、結果がtrueである場合に成功を返すメソッドなので、正反対ですね。
4. ［古谷］はい、テストケースを作りました。まだfinished?メソッドをFrameクラスに組み込んでいないので、エラーになりますが。
5. ［高梨］大丈夫です！
   それではFrameクラスの実装を行いましょう。
6. ［古谷］しつこいようですが、今は2投＝フレーム完了だけ考えていたら良いですよね？
7. ［高梨］大丈夫です！
8. ［古谷］それでいいのであれば……

• initializeメソッドに@shot_count = 0を定義
• record_shotメソッドで@shot_countのインクリメント
• finished?メソッドの実装

1. ［古谷］上記で良いでしょうか？
2. ［高梨］やってみてください。
3. ［古谷］できました！

図2：フレームの完了を判定する。2回投げたら終了（クリックで拡大）

1. ［高梨］大丈夫です！判定もできていますね！
   では次に、ストライクへの対応も行ってください。
2. ［古谷］ストライクストライク、うーん……
3. ［高梨］単純に「10ピン倒したらフレーム終了」と判断して大丈夫ですよ。
4. ［古谷］あれ、そんなに単純で良いのかな？
   なら、finished?メソッドの条件も「@scoreが10以上だったら完了」で大丈夫ですか？
5. ［高梨］大丈夫です、実装してみてください。
6. ［古谷］こんな感じになりました！

図3：フレームの完了を判定する。ストライクなら1投目でも完了（クリックで拡大）

1. ［高梨］素晴らしい！
   それでは、またFrameをBowlingGameクラスに組み込んでいきましょう。
2. ［古谷］ええっ！？
   すみません、今の私にはどうやって組み込んだら良いのか見当もつきません！
3. ［高梨］落ち着いてください。方針はもう決まっています。

• 現在のフレームを知っている
• 投球を適切なFrameに記録させる

1. ［高梨］今回の組み込みの際に意識するのは、この2点だけです。
2. ［古谷］そ、そういわれても……
3. ［高梨］ボーリングは10フレームあります。つまり10個分のフレームオブジェクトをこのBowlingGameで管理するわけですが、古谷さんは今回どういう方法で管理するつもりですか？
4. ［古谷］えっと、そうですね、配列が良いかなと思っていますが……ダメですか？
5. ［高梨］大丈夫です！
   では配列で管理する場合、「現在のフレーム」は配列のどこに格納されますか？
6. ［古谷］どこ？どこって……うーんフラグを……
7. ［高梨］「現在のフレーム」は常に「最新のフレーム」です。ですから、投球完了後に次の投球を入力するFrameオブジェクトを生成して配列の最後尾にセットしていたら、最後尾のフレーム=現在のフレームと考えて大丈夫です。まあ、まずはBowlingGameのテストクラスにテストケースを実装してみましょう。そうですね、「全ての投球を1にしてすべてのフレームの点数が2になるか」というテストケースでお願いします。
8. ［古谷］はい、期待値は2なのですが、今のところBowlingGameクラスはFrame単位で得点を管理してないので、20が返ってきてエラーになります。
9. ［高梨］はい、それではいよいよ、BowlingGameクラスへの組み込みを進めていきましょう。まずは今まで通り、initializeメソッドにフレームを管理する変数を定義し、初期化します。
10. ［古谷］はい、それでは10フレーム分管理する変数を、@framesと言う名前で定義します。ただ……
    すみません、Rubyでの配列初期化の仕方がわかりません！
11. ［高梨］@frames = [ Frame.new ]としてください。ちなみに、＠framesの最後の要素を取得する場合はlastメソッドを使用します。また配列の要素を追加する場合は、@frames
12. ［古谷］そこまで教えてもらったら、できそうな気がします。
    えーと……はい、これでどうでしょう？

図4：FrameクラスをBowlingGameクラスに連携させる（クリックで拡大）

1. ［高梨］大丈夫です！よく頑張りました、ここまでの成果を反映したクラス図を見てみましょう。
   古谷さん、ここまで実装できましたよ！

図5：ここまでの成果（クリックで拡大）

1. ［古谷］ありがとうございます。ひとえに高梨先輩がいらっしゃるからなのですが、やってみたら何とかなるものですね。この勢いのまま頑張ります！
   えーと、次は「投球結果を判定する」ですね？
2. ［高梨］おっ、やる気スイッチが入ったようですね！
   そうですね、次は投球結果の判定をFrameに実装します。まずはスペアから始めましょう。finished?と同じ要領で、spare?メソッドを実装してください。今までと同じように、テストケースからお願いします。テストケース名は「test_2投目で10ピン倒すとスペア」でお願いします。
3. ［古谷］あ、これはfinished?と同じように作れます！

図6：スペアを判定するspare? メソッドの追加（クリックで拡大）

1. ［高梨］素晴らしい！それでは全く同じ要領で、ストライクの判定も実装しましょう。テストケース名は「test_1投目で10ピンを倒すとストライク」でどうでしょう？
2. ［古谷］スペアと違って、1投球目だったらストライクですよね……
   はい、できました！

図7：ストライクを判定するstrike?メソッドの追加（クリックで拡大）