第5回-すべての式に共通ルールを - PerlとMooでダイス言語を作ってみよう

前回の振り返り

https://www.nqou.net/2026/01/29/000205/

設計パターンを疑え

前回は、足し算を表すAddExprを作り、式を木構造で表現できるようになりました。

現在、NumberExpr、DiceExpr、AddExprの3つのクラスがあります。すべてevalメソッドを持っていますが、これは単なる約束事であり、強制力がありません。

今回は、Moo::Roleを使ってこの約束を明文化します。

問題: evalメソッドを実装し忘れたら

新しい式クラスを追加するとき、evalメソッドを実装し忘れたらどうなるでしょうか。

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package BrokenExpr {
    use Moo;
    # evalメソッドを忘れた！
}

my $expr = AddExpr->new(
    left  => BrokenExpr->new,
    right => NumberExpr->new(value => 5),
);

$expr->eval;  # 実行時エラー！

evalを呼んだときに初めてエラーになります。コードを書いた時点では気づけません。

図1: メソッド実装忘れによる実行時エラーの危険性

Roleでインターフェースを定義する

Moo::Roleを使うと、「このメソッドは必ず実装してね」という約束を強制できます。

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package ExpressionRole {
    use Moo::Role;

    requires 'eval';
}

requiresで指定されたメソッドを実装していないクラスは、ロードした時点でエラーになります。

図2: Roleによるインターフェースチェック

各クラスにRoleを適用する

NumberExpr、DiceExpr、AddExprにExpressionRoleを適用しましょう。

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package NumberExpr {
    use Moo;
    with 'ExpressionRole';

    has value => (is => 'ro', required => 1);

    sub eval($self) {
        return $self->value;
    }
}

with 'ExpressionRole'と書くことで、ロールを適用します。evalメソッドがないと、このクラスをロードした時点でエラーになります。

完成コード

すべてのクラスにロールを適用した完成コードです。

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#!/usr/bin/env perl
use v5.36;

package ExpressionRole {
    use Moo::Role;

    requires 'eval';
}

package NumberExpr {
    use Moo;
    with 'ExpressionRole';

    has value => (is => 'ro', required => 1);

    sub eval($self) {
        return $self->value;
    }
}

package DiceExpr {
    use Moo;
    with 'ExpressionRole';

    has count => (is => 'ro', required => 1);
    has sides => (is => 'ro', required => 1);

    sub eval($self) {
        my $total = 0;
        for (1 .. $self->count) {
            $total += int(rand($self->sides)) + 1;
        }
        return $total;
    }
}

package AddExpr {
    use Moo;
    with 'ExpressionRole';

    has left  => (is => 'ro', required => 1);
    has right => (is => 'ro', required => 1);

    sub eval($self) {
        return $self->left->eval + $self->right->eval;
    }
}

# 2d6+3 を組み立てて評価
my $expr = AddExpr->new(
    left  => DiceExpr->new(count => 2, sides => 6),
    right => NumberExpr->new(value => 3),
);

say "2d6+3の結果: " . $expr->eval;

ロールの効果

	classDiagram
    class ExpressionRole {
        <<role>>
        +eval()*
    }
    class NumberExpr {
        +value: Int
        +eval(): Int
    }
    class DiceExpr {
        +count: Int
        +sides: Int
        +eval(): Int
    }
    class AddExpr {
        +left: Expression
        +right: Expression
        +eval(): Int
    }
    ExpressionRole <|.. NumberExpr
    ExpressionRole <|.. DiceExpr
    ExpressionRole <|.. AddExpr

ExpressionRoleがあることで、以下のメリットが得られます。

1. 早期エラー検出

evalメソッドが未実装のクラスは、ロード時点（useした時点）でエラーになります。

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package BrokenExpr {
    use Moo;
    with 'ExpressionRole';
    # evalがない → ロード時にエラー
}

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'ExpressionRole' requires the method 'eval' to be implemented by 'BrokenExpr'

2. ドキュメント効果

ロールを見れば、式クラスが満たすべき契約が明確にわかります。新しい開発者がコードを読むときの道しるべになります。

3. 型チェックへの応用

Roleは、Type::Tinyなどの型システムと組み合わせて、引数の型チェックにも使えます。

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use Types::Standard qw(ConsumerOf);

has left => (
    is       => 'ro',
    isa      => ConsumerOf['ExpressionRole'],
    required => 1,
);