C#とWinFormsで学ぶ！クイズアプリ開発の基礎【UML図編】

2025年2月13日

クラス図

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シーケンス図

クラス図の説明

1. クラス図とは？

クラス図は、システム内に存在する「クラス」と呼ばれる部品（オブジェクトの設計図）の関係性を図にしたものです。これにより、システム全体がどのように構成されているかを視覚的に理解できます。

2. 各クラスの内容

• Question クラス
  • 役割： クイズの各問題の情報を保持します。
  • 属性（データ）：
    • text：問題文
    • choices：選択肢の配列（複数の選択肢を持つ）
    • correctIndex：正解の選択肢がどれか（番号で管理）
    • imagePath：問題に関連する画像ファイルのパス
    • soundPath：問題に関連するサウンドファイルのパス
  • コンストラクタ： クラスのインスタンスを作るときに、上記のデータを設定します。
• QuizManager クラス
  • 役割： クイズ全体の進行を管理します。例えば、問題リストの管理、スコア計算、正解判定などを行います。
  • 属性：
    • questions：Question オブジェクトのリスト
    • score：現在のスコア
    • currentQuestionIndex：現在どの問題にいるかを示す番号
  • メソッド：
    • loadQuestions(csvPath)：CSVファイルから問題を読み込みます。
    • getCurrentQuestion()：現在の問題を返すメソッド。
    • checkAnswer(selectedIndex)：ユーザーが選んだ回答が正しいかチェックし、正解ならスコアを更新します。
    • moveToNextQuestion()：次の問題に移る処理を行います。
• CsvReader クラス
  • 役割： CSVファイルからデータを読み込み、Question クラスのリストを生成します。
  • 特徴： このクラスはすべてのメソッドが「static（静的）」なので、インスタンスを作らずに直接利用できます。
• SoundManager クラス
  • 役割： サウンドの再生を管理します。指定されたファイルパスのサウンドを再生するメソッドを提供します。
  • 特徴： CsvReader 同様、staticメソッドで実装され、インスタンス化せずに使います。
• MainForm クラス
  • 役割： ユーザーが操作する画面（ウィンドウ）を表します。ここからクイズの進行（QuizManagerの利用）やサウンド再生（SoundManagerの利用）が行われます。
  • 属性：
    • quizManager：QuizManager クラスのオブジェクト
    • timeLeft：制限時間のカウント
  • メソッド：
    • loadCurrentQuestion()：現在の問題の内容を画面に表示します。
    • processAnswer(selectedIndex)：ユーザーが回答ボタンをクリックしたときに、その回答を処理します。
    • timerTick()：タイマーイベントの処理を行い、時間が経過したときの処理をします。

3. クラス間の関係

• QuizManager → Question:
  QuizManager は複数の Question を管理しています。
  → 「管理する」という関係が矢印で表現されています。
• QuizManager → CsvReader:
  QuizManager は CsvReader を使って問題を読み込みます。
• MainForm → QuizManager / SoundManager:
  MainForm は、ユーザーからの操作に応じて QuizManager のメソッドを呼び出し、必要に応じて SoundManager を利用してサウンドを再生します。

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シーケンス図の説明

1. シーケンス図とは？

シーケンス図は、ある操作が行われるときに、どのオブジェクト（またはクラス）がどのような順番でメソッドを呼び出すかを示す図です。時間の流れに沿って、メッセージのやり取りを表現します。

2. シーケンス図の流れ

• アクター（User）：
  ここでは、実際にアプリを操作する「ユーザー」を示します。
• MainForm（MF）：
  ユーザーの操作に応じた画面（ウィンドウ）です。
• QuizManager（QM）：
  クイズの進行管理を行うオブジェクトです。
• SoundManager（SM）：
  サウンド再生を担当するオブジェクトです。

3. シーケンスの具体例

1. ユーザーの操作
   ユーザーが「回答ボタン」をクリックします。
   → User → MainForm に「回答ボタンがクリックされた（selectedIndexを渡す）」というメッセージが送られます。
2. 回答のチェック
   MainForm はその情報を受け取り、QuizManager の checkAnswer(selectedIndex) メソッドを呼び出します。
   → QuizManager は回答をチェックし、正解かどうかの結果（true/false）を MainForm に返します。
3. フィードバックの表示
   MainForm は結果に応じて、「正解！」または「不正解！」というメッセージを画面に表示します。
4. 次の問題へ進む
   MainForm は次の問題に進むために QuizManager の moveToNextQuestion() を呼び出します。
   QuizManager は次の問題があるかを判断し、その結果を返します。
   • 次の問題がある場合
     • MainForm は loadCurrentQuestion() を呼び出して、画面に新しい問題を表示します。
     • その後、SoundManager の playSound(soundPath) を呼び出して、問題に関連するサウンドを再生します。
   • 次の問題がない場合
     • MainForm は「クイズ終了！」と表示し、アプリケーションが終了するなどの処理を行います。

このように、シーケンス図では、ユーザーの操作から各オブジェクトが連携して動作する流れを時系列で示しており、どのタイミングでどの処理が呼び出されるのかが分かりやすくなっています。

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まとめ

• クラス図
  クラス図では、アプリの各部品（クラス）の役割、属性、メソッド、そしてそれらの関係を視覚化しています。これにより、システムの構造を一目で把握できるようになります。
• シーケンス図
  シーケンス図では、実際の操作の流れ（例：ユーザーが回答する場合の流れ）を示し、各オブジェクトがどのように連携して動作するかを時系列で表現しています。

これらの図を活用することで、初学者でもシステムの全体像や各部品の連携を理解しやすくなります。PlantUMLを使えば、コードに近い形で図を描くことができるので、プログラミングと設計の両方のスキル向上に役立ちます。