前回の振り返り
前回は、階層構造をif/else条件分岐で表現しようとして、壁にぶつかりました。レベル差の計算、HTMLタグの開閉、状態管理が複雑に絡み合い、条件分岐が爆発する問題を体験しました。
今回は、この問題を解決するCompositeパターンを導入します。
Compositeパターンとは
Compositeパターンは、部分-全体階層を統一的に扱うためのデザインパターンです。
classDiagram
class Heading {
<<Role>>
+level() int
+text() string
+render() string
}
class LeafHeading {
-level: int
-text: string
+render() string
}
class SectionHeading {
-level: int
-text: string
-children: Heading[]
+add_child(Heading)
+render() string
}
Heading <|.. LeafHeading
Heading <|.. SectionHeading
SectionHeading o-- Heading : children
3つの構成要素
- Component（Heading Role）: 共通インターフェースを定義
- Leaf（LeafHeading）: 子を持たない末端要素
- Composite（SectionHeading）: 子を持つ複合要素
ポイントは、LeafとCompositeが同じインターフェース（Role）を実装していること。これにより、「子を持つ要素」も「持たない要素」も、同じrender()メソッドで処理できます。
よくある例との比較
Compositeパターンの典型例はファイルシステムです：
- Leaf: ファイル（他のファイルを含まない）
- Composite: ディレクトリ（ファイルや他のディレクトリを含む）
私たちのMarkdown目次では：
- Leaf: 子見出しを持たない見出し
- Composite: 子見出しを持つセクション
Heading Roleの実装
まず、共通インターフェースを定義するRoleを作成します。
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| package Heading;
use v5.36;
use Moo::Role;
requires 'level';
requires 'text';
requires 'render';
1;
|
requiresで、このRoleを実装するクラスが必ず提供すべきメソッドを宣言します。
LeafHeadingクラスの実装
子を持たない末端の見出しです。
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| package LeafHeading;
use v5.36;
use Moo;
with 'Heading';
has 'level' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'text' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
sub render ($self, $indent = 0) {
my $spaces = ' ' x $indent;
return $spaces . '- ' . $self->text;
}
1;
|
renderメソッドは、インデントレベルを受け取り、その分のスペースを先頭に付けて見出しを返します。
SectionHeadingクラスの実装
子を持つセクション見出しです。
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| package SectionHeading;
use v5.36;
use Moo;
with 'Heading';
has 'level' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'text' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'children' => (
is => 'ro',
default => sub { [] },
);
sub add_child ($self, $child) {
push $self->children->@*, $child;
return $self;
}
sub render ($self, $indent = 0) {
my $spaces = ' ' x $indent;
my @lines = ($spaces . '- ' . $self->text);
for my $child ($self->children->@*) {
push @lines, $child->render($indent + 1);
}
return join("\n", @lines);
}
1;
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コードの解説
children属性
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| has 'children' => (
is => 'ro',
default => sub { [] },
);
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子要素を格納する配列リファレンス。default => sub { [] }で、インスタンスごとに新しい空配列を生成します。
add_childメソッド
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| sub add_child ($self, $child) {
push $self->children->@*, $child;
return $self;
}
|
子要素を追加します。return $selfでメソッドチェーンを可能にしています。
renderメソッド（再帰的処理）
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| sub render ($self, $indent = 0) {
my $spaces = ' ' x $indent;
my @lines = ($spaces . '- ' . $self->text);
for my $child ($self->children->@*) {
push @lines, $child->render($indent + 1);
}
return join("\n", @lines);
}
|
自分自身をレンダリングした後、各子要素のrenderを呼び出します。子要素も同じrenderメソッドを持っているので、子がさらに子を持っていれば、その子も再帰的に処理されます。
これがCompositeパターンの威力です。
使用例：ツリー構造を手動で構築
まずは手動でツリー構造を構築してみましょう。
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| #!/usr/bin/env perl
use v5.36;
use lib '.';
use LeafHeading;
use SectionHeading;
# ツリー構造を構築
my $root = SectionHeading->new(
level => 1,
text => 'はじめに',
);
my $chapter1 = SectionHeading->new(
level => 2,
text => '第1章',
);
my $section1_1 = LeafHeading->new(
level => 3,
text => 'セクション1.1',
);
my $chapter2 = LeafHeading->new(
level => 2,
text => '第2章',
);
# 親子関係を設定
$chapter1->add_child($section1_1);
$root->add_child($chapter1);
$root->add_child($chapter2);
# レンダリング
say $root->render;
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実行結果
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| - はじめに
- 第1章
- セクション1.1
- 第2章
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条件分岐なしで、再帰的に正しい階層構造がレンダリングされました！
関連する構造パターン
Compositeと同じく「構造パターン」に分類されるパターン：
Compositeとの違いは、部分-全体階層の統一的扱いにあります。
完成コード
Heading Role
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| package Heading;
use v5.36;
use Moo::Role;
requires 'level';
requires 'text';
requires 'render';
1;
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LeafHeading
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| package LeafHeading;
use v5.36;
use Moo;
with 'Heading';
has 'level' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'text' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
sub render ($self, $indent = 0) {
my $spaces = ' ' x $indent;
return $spaces . '- ' . $self->text;
}
1;
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SectionHeading
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| package SectionHeading;
use v5.36;
use Moo;
with 'Heading';
has 'level' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'text' => (
is => 'ro',
required => 1,
);
has 'children' => (
is => 'ro',
default => sub { [] },
);
sub add_child ($self, $child) {
push $self->children->@*, $child;
return $self;
}
sub render ($self, $indent = 0) {
my $spaces = ' ' x $indent;
my @lines = ($spaces . '- ' . $self->text);
for my $child ($self->children->@*) {
push @lines, $child->render($indent + 1);
}
return join("\n", @lines);
}
1;
|
まとめ
今回は、Compositeパターンを導入して、見出しのツリー構造を表現できるようにしました。
学んだこと：
- Compositeパターンの3つの構成要素（Component、Leaf、Composite）
Moo::Roleのrequiresで共通インターフェースを定義- 再帰的な
renderメソッドでツリー全体を処理 - 条件分岐なしで階層構造をレンダリング
現時点では、ツリー構造を手動で構築しています。次回は、パーサーを実装して、抽出した見出しの配列から自動的にツリー構造を構築します。
