インターフェース分離の原則（Interface Segregation Principle）をわかりやすく説明する技術資料

2024年12月28日

1. インターフェース分離の原則とは
- 1.1. ポイント
2. 具体例：ゲームのキャラクターアクション設計
- 2.1. サンプルコード
- 2.2. コードの特徴
3. インターフェース分離の原則を破る例
- 3.1. 悪い例: 巨大なインターフェース
4. インターフェース分離の原則のメリット
5. まとめ

インターフェース分離の原則とは

インターフェース分離の原則（Interface Segregation Principle, ISP）は、オブジェクト指向プログラミングの設計原則の一つで、以下のように定義されます：

「クラスは、自分が使わないメソッドを持つインターフェースに依存してはならない」

簡単に言えば、「インターフェースは、利用者が必要とする最小限の機能だけを持つべき」 ということです。

ポイント

大きなインターフェースを分割し、各クライアント（クラス）が自分に必要なメソッドだけに依存するようにする。
インターフェースが肥大化すると、変更時に多くのクラスへ影響を与えるリスクが高まります。
小さく分割されたインターフェースにすることで、システム全体の柔軟性と保守性が向上します。

具体例：ゲームのキャラクターアクション設計

以下の例では、ゲーム内のキャラクターに以下のアクションを持たせることを考えます：

移動（歩く、ジャンプする）。
攻撃（近接攻撃、遠距離攻撃）。
飛行（空中を移動）。

すべてのキャラクターがこれらのアクションを持つわけではないので、インターフェース分離の原則を守るために、それぞれを適切に分割します。

サンプルコード

using System;

namespace InterfaceSegregationPrinciple
{
    // 1. 移動に関するインターフェース
    public interface IMovable
    {
        void Move();
    }

    // 2. 攻撃に関するインターフェース
    public interface IAttackable
    {
        void Attack();
    }

    // 3. 飛行に関するインターフェース
    public interface IFlyable
    {
        void Fly();
    }

    // 4. 地上のキャラクター（戦士）
    public class Warrior : IMovable, IAttackable
    {
        public void Move()
        {
            Console.WriteLine("戦士が歩いて移動した！");
        }

        public void Attack()
        {
            Console.WriteLine("戦士が剣で攻撃した！");
        }
    }

    // 5. 空中を飛ぶキャラクター（ドラゴン）
    public class Dragon : IMovable, IAttackable, IFlyable
    {
        public void Move()
        {
            Console.WriteLine("ドラゴンが地上を歩いた！");
        }

        public void Attack()
        {
            Console.WriteLine("ドラゴンが火を吹いた！");
        }

        public void Fly()
        {
            Console.WriteLine("ドラゴンが空を飛んだ！");
        }
    }

    // 6. 実行用クラス
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IMovable warrior = new Warrior();
            warrior.Move();

            IAttackable dragon = new Dragon();
            dragon.Attack();

            IFlyable flyingDragon = new Dragon();
            flyingDragon.Fly();
        }
    }
}

コードの特徴

インターフェースの分割
- IMovable は移動に関するメソッドだけを定義。
- IAttackable は攻撃に関するメソッドだけを定義。
- IFlyable は飛行に関するメソッドだけを定義。
- 各キャラクターは必要なインターフェースだけを実装しています。
クラスの役割が明確
- Warrior は移動と攻撃に関する動作を実装。
- Dragon は移動、攻撃、飛行すべての動作を実装。
変更の影響が限定的
- 例えば、飛行メソッドの仕様変更があっても、Warrior クラスには影響しません。

インターフェース分離の原則を破る例

以下のような設計では、インターフェースが肥大化し、不要なメソッドを実装することになります。

悪い例: 巨大なインターフェース

public interface ICharacter
{
    void Move();
    void Attack();
    void Fly();
}

public class Warrior : ICharacter
{
    public void Move()
    {
        Console.WriteLine("戦士が歩いて移動した！");
    }

    public void Attack()
    {
        Console.WriteLine("戦士が剣で攻撃した！");
    }

    public void Fly()
    {
        throw new NotImplementedException("戦士は飛べません！");
    }
}

この場合の問題点：