ジェネレーティブプログラミングの世界

2014/2/15(土)
第29回 IT勉強宴会in名古屋

ジェネレーティブプログラミング
の世界
PHPメンターズ
久保敦啓 (KUBO Atsuhiro)

久保敦啓 (KUBO Atsuhiro)
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株式会社アイテマン

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PHPメンターズ

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Piece Framework

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関西IT勉強宴会

Copyright (c) 2014 KUBO Atsuhiro <kubo@iteman.jp>, All rights reserved.

PHPメンターズ
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PHPプログラマーを対象とするサービス
–
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トレーニング、技術サポート、メンタリング
プログラミング道場

メンター
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久保敦啓 @iteman

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後藤秀宣 @hidenorigoto


PHPメンターズ
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Webサイト・ブログ
http://phpmentors.jp/


Piece Framework
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PHPフレームワーク、ツール
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Stagehane_FSM
...

●

オープンソースソフトウェア

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Piece Project


Piece Framework
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(GP: Generative Programming)


●

●

ソフトウェアシステムファミリのモデリングに
基づくソフトウェア工学のパラダイム[1]
与えられた特定の要求仕様を元に、構成の知識
を生かし、再利用可能な基本部分を使って、カ
スタム化かつ最適化された中間または最終製品
を自動的に生成[1]


従来のソフトウェア開発


に基づくソフトウェア開発


ドメイン
●

●

知識、影響、または活動の領域[2]
限定されたエリア、もしくは関心のある領域
[4]

●

知識分野[1]

●

例：販売管理システム、状態マシン


ドメインの相互関係
●

ドメインは一般的に複数のドメインから構成される

●

例：販売管理システムのドメイン
–
–

●

売上、在庫、仕入、…
Webアプリケーション、データベース、…

相互関係の種類：[1]
–

包含（サブドメイン）

–

使用（サポートドメイン）

–

類似（類似ドメイン）


問題ドメイン（problem domain）
●

問題領域、アプリケーションドメイン（application
domain）、問題空間（problem space）

●

ユーザー（ドメインエキスパート含む）の活動領域

●

ドメイン知識（domain knowledge）

●

成果物：問題ドメインモデル
ドメインの定義、ドメイン辞書、概念モデル、ユース
ケースモデル、…


ドメイン知識（domain knowledge）
●

●

●

●

ユーザーの関心が寄せられている知識の体系
[4]
分析するビジネスを構成するプロセス、エン
ティティ、そして制約[3]
実践者によって共通に理解される概念と用語の
集まり[1]
その分野のソフトウェアシステム（またはシス
テムの一部）の構築に関する知識[1]


解決ドメイン（solution domain）
●

●

●

●

解決領域、解決空間（solution space）
ソフトウェアに関わる人間（主に開発者）の活
動領域
実装者の関心が中心になるが、システムユーザ
にとってもその界面部分は関心事項[4]
成果物：解決ドメインモデル
アーキテクチャ、基本コンポーネント、フレーム
ワーク、ドメイン特化言語、…


ドメインモデル
“ドメインモデルとは特定の図ではなく、図が
伝えようとしている考え方である。これはドメ
インエキスパートの頭の中にある単なる知識で
はなく、その知識が厳密に構成され、選び抜か
れて抽象化されたものなのだ。”
ー『エリック・エヴァンスのドメイン駆動設
計』[2]


“事業を眺めて、事業を要約する。こういう書
きかたでは、絶対にモデルにならない。なぜ
か。「解釈」のほうが先を歩いているからだ。
モデルは、「論理」によって、つまり論理規則
によって、構成をととのえていなければならな
い。”
ー佐藤正美さんのツイート
https://twitter.com/satou_masami/status/384687177302437889


●

●

●

問題ドメインのドメイン知識を入力とし、解決
ドメインにおいて構成された抽象
モデリング（モデル化、モデル制作）による成
果物
論理規則によって形式化されるのが望ましい


ドメイン特化言語
●

DSL: Domain-Specific Languages

●

ドメイン固有言語、アプリケーション固有言語

●

●

●

特定の問題に焦点を当てたプログラミング言語
[3]
特定のドメインの特定のモデル用にあつらえたプ
ログラミング言語[4]
ドメイン知識をユーザーのニーズに合わせた詳細
レベルで記述するための言語


ドメイン特化言語
“ドメイン固有言語は、システムファミリの具
体的なメンバを「発注」するのに使い、ゆえに
ジェネレーティブプログラミングにおいて重要
な役割を果たします。”
ー『ジェネレーティブプログラミング』[1]


意図性（Intentionality）
"意図的な記述は、何が必要なのかを直接かつ
明確に示し、余計ながらくたや不要な実装の詳
細を避けます。これらは、理解しやすさ、分析
しやすさ、修正しやすさ、保守のしやすさなど
の、良いコードが持つすべての属性を備えてい
ます。ドメインに固有な表記法により、意図性
を達成します。"
ー『ジェネレーティブプログラミング』[1]

グラフィカルDSL


テキストDSL
...
PHPMentorsTrainingCourseRegistrationDomainDataRegistration:
getters:
paymentMethod:
- NotBlank: { message: "選択してください" }
lastName: &mandatoryText
- NotBlank: &notBlankText
message: "入力してください"
- MaxLength: &maxLengthText
limit: 255
message: "{{ limit }} 文字以下で入力してください"
firstName: *mandatoryText
email:
- NotBlank: *notBlankText
- Email: { message: "正しいメールアドレスを入力してください" }
..

ジェネレーター
●

●

●

ソフトウェア部品の高レベルな仕様から、その
実装を生成するプログラム[1]
ドメイン特化言語で記述されたドメイン知識を
解決ドメインモデルの組み合わせに変換するプ
ログラム
実行可能な形式（オブジェクト、バイトコー
ド）やソースコード、その他の形式を生成


ドメイン工学
●

●

特定のドメインのシステムまたはシステムの一部の構築に関
する過去の経験を再利用可能な資産として集めて、まとめ
て、蓄積すること[1]
SCV
–

スコープ（scope）

–

共通性（commonality）

–

可変性（variability）

–

ドメイン間の関係（relationship）、SCV + R[4]

●

システムファミリ

●

マルチパラダイムデザイン[4]はドメイン工学の一形態


ドメインスコープ
●

垂直ドメイン（vertical domain）
単一システムドメイン、アプリケーションドメイン
例：販売管理システム

●

水平ドメイン（horizontal domain）
システムカテゴリドメイン
例：状態マシン


共通性、可変性
●

●

分析の形式[4]
ほとんどすべての設計手法の根底に存在する直
観的な概念[4]

●

人間の思考が抽象を生み出すやり方の本質[4]

●

システムファミリの共通部分と可変部分


システムファミリ
●

●

●

●

ソフトウェアファミリ
共通な資産から作るに十分な特徴を共有するシステ
ム集合[1]
構造（structure）、名前（name）、振る舞い
（behavior）といった評価基準に基づいて、データ
構造と機能（function）をグルーピングされた、何
らかの関連性を持つグループ[4]
構造化プログラミングの提唱者であるダイクストラ
（Dijkstra）を起源とする概念


ドメイン工学
に基づくソフトウェア開発


ドメイン工学に基づくソフトウェア開発ー『ジェネレーティブプログラミング』[1]


ドメイン工学＋ドメイン駆動設計


関連パラダイム
●

インテンショナルプログラミング（Intentional Programming）

●

ジェネレーティブプログラミング（GP: Generative Programming）

●

ソフトウェアファクトリ（Software Factories）

●

ソフトウェアプロダクトライン（SPL: Software Product Lines）

●

ドメイン特化モデリング（DSM: Domain Specific Modeling）

●

ドメイン特化言語（DSL: Domain-Specific Languages）

●

ドメイン駆動設計（DDD: Domain-Driven Design）

●

マルチパラダイムデザイン（Multi-Paradigm Design）

●

メタプログラミング（Metaprogramming）

●

モデル駆動開発（MDD: Model Driven Development）

●

宣言的プログラミング（Declarative Programming）

●

言語ワークベンチ（Language Workbenches）

●

言語指向プログラミング（LOP: Language-Oriented Programming）


参考文献
1. クシシュトフ・チャルネッキ、ウールリシュ・Ｗ・アイセンアッカー著／津田義史、今関剛、朝比奈
勲訳『ジェネレーティブプログラミング』翔泳社、2008（原著 Krzysztof Czarnecki, Ulrich
Eisenecker, “Generative Programming: Methods, Tools, and Applications”, Addison-Wesley
Professional, 2000）
2. エリック・エヴァンス著／今関剛、和智右桂、牧野祐子訳『エリック・エヴァンスのドメイン駆動
設計』翔泳社、2011（原著 Eric Evans, "Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the
Heart of Software", Addison-Wesley Professional, 2003）
3. Debasish Ghosh 著／佐藤竜一訳『実践プログラミングDSL』翔泳社、2012（原著 Debasish
Ghosh, "DSLs in Action", Manning Publications, 2010）
4. ジェームス・O・コプリン著／平鍋健児、金澤典子、羽生田栄一訳『新装版マルチパラダイムデ
ザイン』ピアソン・エデュケーション、2009（原著 James O. Coplien, “Multi-Paradigm Design for
C++”, Addison-Wesley Professional, 1998）
5. Magnus Christerson, Henk Kolk, "Domain Expert DSLs", 2008,
http://www.slideshare.net/deimos/magnus-christerson-henk-kolk-domain-expert-ds-ls


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