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著者:杉浦

頻繁に変わる一部分を抽出することによる関数化

　プログラミングを行う時、何を関数やクラスにすると楽ができるか、のちに使いやすくなるか、という判断のために抽出による判断ができます。抽出という言葉は抽出とは – 難読語辞典 Weblio辞書では次の様に載っています

ちゅう しゅつちう－ ［0］ 【抽出】

（ 名 ） スル

① 全体の中から、ある物を抜き出すこと。 「リストから条件を満たす物を－する」

② 固体または液体の混合物に溶媒を加え、混合物中の特定の成分を溶媒中へ分離する操作。この操作後に得られる溶媒部分を抽出液という。溶媒抽出。

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　何らかの大きな問題を解く時、頻繁にある一部分のみが変わる同じような小さな問題を解くことになりやすいです。例えば問題が”Weblio辞書で数字の1から10までの意味を調べる”なら”Weblio辞書で数字の1の意味を調べる”,”Weblio辞書で数字の2の意味を調べる”,…です。これを更にブラウザ上の操作に分解すると”Weblio辞書を開く。”、”Weblio辞書で数字の1を検索バーに入力する。”、”検索ボタンを押す。”、”意味を読む。”になります。”Weblio辞書を開く”は最初の一度のみですが他を繰り返すだけで書き下されたコードは大変なことになります。

"Weblio辞書を開く。"
"Weblio辞書で数字の1を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の2を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の3を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の4を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の5を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の6を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の7を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の8を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の9を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"
"Weblio辞書で数字の10を検索バーに入力する。"
"検索ボタンを押す。"
"意味を読む。"

　読み難いです。分解した小さな問題の頻繁に変わる1~10の部分のみを抽出して、”Weblio辞書で数字の$nの意味を調べる”という関数に適宜挿入するコードは次の様になります。

function look_up_number_in_weblio($n){
	"Weblio辞書で数字の$nを検索バーに入力する。"
	"検索ボタンを押す。"
	"意味を読む。"
}
"Weblio辞書を開く。"
look_up_number_in_weblio(1);
look_up_number_in_weblio(2);
look_up_number_in_weblio(3);
look_up_number_in_weblio(4);
look_up_number_in_weblio(5);
look_up_number_in_weblio(6);
look_up_number_in_weblio(7);
look_up_number_in_weblio(8);
look_up_number_in_weblio(9);
look_up_number_in_weblio(10);

　さっくり全部読めるようになりました。

著者:杉浦

if文の様な正規表現である先読み、戻り読み

　正規表現の文法には先読み、戻り読みと呼ばれる記法があります。戻り読みは後読みとも呼ばれます。ここではサクラエディタのヘルプファイルに倣って戻り読みと記述します。

　この記法は英語ではlookahead,lookbihindと呼ばれます。正規表現の途中でこの記法が現れた時、正規表現エンジンは先読み後読みで括られた部分式が文字列のまだ読んでいない先の方やもう読み終わった戻った方にマッチするかしないかを判断します。このマッチング判断は読んでいる文字列の位置を変えません。(?=)(?!)(?<=)(?
　この正規表現はhogeを含まない文字列中のfugaにマッチする正規表現です。先読みはまだ読んでいない先の方を見るだけ、lookaheadするだけで文字列を消費しない記法です。そのため、以下の様なマッチもできます。

　ハイライト部分がマッチしている部分です。行頭から見て.*hogeが成り立たない行のfugaをマッチしているわけです。

著者:杉浦

問題の細分化とソースコードの関数化

　よく関数にまとめることでソースコードが読みやすくなる、再利用しやすくなると言われますが、いきなりその様ことだけ知ってもすぐにできるものではありません。関数化の指針の一つに問題の細分化というものがあります。これは分割された小さな問題ごとに関数にしていくというやり方です。例えば次のコードがあります。

// 与えられた緯度経度に最も近い 'array' の要素を返す。
// 地球が完全な球体であることを前提としている。
var findClosestLocation = function (lat, lng, array) {
	var closest;
	var closest_dist = Number.MAX_VALUE;
	for (var i = 0; i < array.length; i += 1) {
		// 2 つの地点をラジアンに変換する。
		var lat_rad = radians(lat);
		var lng_rad = radians(lng);
		var lat2_rad = radians(array[i].latitude);
		var lng2_rad = radians(array[i].longitude);
		// 「球面三角法の第二余弦定理」の公式を使う。
		var dist = Math.acos(Math.sin(lat_rad) * Math.sin(lat2_rad) +
				Math.cos(lat_rad) * Math.cos(lat2_rad) *
				Math.cos(lng2_rad - lng_rad));
		if (dist < closest_dist) {
			closest = array[i];
			closest_dist = dist;
		}
	}
	return closest;
};
Dustin Boswell; Trevor Foucher. リーダブルコード (Kindle の位置No.1930-1939). 株式会社オライリー・ジャパン. Kindle 版. 

　これはコードの最上部のコメントにあるように、与えられた緯度経度に最も近い 'array' の要素を返す、ことが最終目的の関数です。この目的を達成するためにこのコードは、2地点間の距離を算出する、最小の距離になる'array'の要素を発見する、という二つの問題を解いています。前者の2地点間の距離を算出する、という問題は最終目的から分割して考えられます。分割するという考えに沿ってコードを改造すると次の様になります。

// 与えられた緯度経度に最も近い 'array' の要素を返す。
// 地球が完全な球体であることを前提としている。
var findClosestLocation = function (lat, lng, array) {
	var closest;
	var closest_dist = Number.MAX_VALUE;
	var dist = spherical_distance(lat, lng, array[i].latitude, array[i].longitude);
	for (var i = 0; i < array.length; i += 1) {
		if (dist < closest_dist) {
			closest = array[i];
			closest_dist = dist;
		}
	}
	return closest;
};
function spherical_distance(lat, lng, lat_2, lng_2){
	//地点(lat,lng)と地点(lat_2,lng_2)の球面距離を返す
	// 2 つの地点をラジアンに変換する。
	var lat_rad = radians(lat);
	var lng_rad = radians(lng);
	var lat2_rad = radians(lat_2);
	var lng2_rad = radians(lng_2);
	// 「球面三角法の第二余弦定理」の公式を使う。
	return Math.acos(Math.sin(lat_rad) * Math.sin(lat2_rad) +
		Math.cos(lat_rad) * Math.cos(lat2_rad) *
		Math.cos(lng2_rad - lng_rad));
}

　最初より簡単な関数であるfindClosestLocationとspherical_distanceの二つが出来ました。また、この関数化は再利用等のコードの変更を容易にします。例えば、findClosestLocation中のspherical_distance(lat, lng, array[i].latitude, array[i].longitude)という部分は呼び出す関数名の変更だけで同じような度単位の二地点の緯度経度を引数にする別の関数を用いることが出来ます。二地点間の球面距離の算出というのは多用します。
　問題の細分化の基準として意図と実装の乖離があります。あるコードを書いている時、そのコードに当初と別の目的が存在するならば、それは別の問題である、というものです。