第30章：不変条件の入口（無効状態を作らない①）🚧✅

この章でできるようになること🎯✨

「そのクラスが絶対に守るルール（＝不変条件）」を言葉にできる📝💎
コンストラクタ・更新メソッド・プロパティで「壊れた値を入れない」入口を作れる🚪🛡️
例外の種類を「どれ投げる？」って迷いにくくなる💥🧠
ガード節を“短く・読みやすく”書ける✂️🌸

1. 不変条件（Invariant）ってなに？🧩💡

不変条件は、「そのオブジェクトが生きてる間ずっと守られててほしいルール」です💎✨ たとえば👇

金額は 0円以上💰✅
個数は 1以上📦✅
名前は空文字じゃない🏷️✅
期間は Start ≤ End 📅✅
在庫が無いのに “購入済み” にならない🛒🚫

ここで超大事なのは… “不変条件が壊れたオブジェクト” がシステム内に入り込むと、後でどこで爆発するか分からないってこと💣😱 だから入口で止める！🚪🛑

2. 入口はどこ？（守る場所ベスト3）🏰✨

不変条件を守る「入口」は基本この3つが強いよ👇

生成時（コンストラクタ / Factory） 🧱
状態変更のメソッド（Update / ChangeXxx） 🔁
外から値が入るプロパティ setter 🧷

そして、入口で使う代表テクが ガード節（早期チェック） 🚧✨ 「ダメなら即終了」ってやつだね🙂

3. ガード節は“短く・先頭で・具体的に”🚧🪄

3.1 まずは最小形（読みやすさ優先）📘✨

public sealed class CartItem
{
    public string ProductCode { get; }
    public int Quantity { get; private set; }

    public CartItem(string productCode, int quantity)
    {
        ArgumentException.ThrowIfNullOrEmpty(productCode, nameof(productCode)); // 空はダメ🛑
        ArgumentOutOfRangeException.ThrowIfNegative(quantity, nameof(quantity)); // マイナスはダメ🛑
        if (quantity == 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(quantity), "Quantity must be >= 1."); // 0もダメ🛑

        ProductCode = productCode;
        Quantity = quantity;
    }

    public void ChangeQuantity(int newQuantity)
    {
        if (newQuantity <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(newQuantity), "Quantity must be >= 1.");

        Quantity = newQuantity;
    }
}

ポイント👇😊

チェックは先頭（下に行くほど安心）🧘‍♀️
メッセージは具体的に（あとで読むのは未来の自分）📝✨
nameof(引数名) を使うと、名前変更しても壊れにくい🏷️💪

ArgumentException.ThrowIfNullOrEmpty は「null または空文字」をサクッと弾ける便利ガードだよ✅ (Microsoft Learn) 数値の範囲チェックには ArgumentOutOfRangeException.ThrowIfNegative みたいな “ThrowIf～” が使えるよ✅ (Microsoft Learn)

4. 例外、どれ投げる？（迷子にならないルール）🧭💥

「不正な引数が来た」系は、だいたいこの3兄弟でOK🙂✨

ArgumentNullException：nullがダメなのに来た🫥🛑 (Microsoft Learn)
ArgumentException：値の形がダメ（空文字、フォーマット違反など）🧩🛑 (Microsoft Learn)
ArgumentOutOfRangeException：範囲がダメ（負数、上限超えなど）📏🛑 (Microsoft Learn)

さらに、.NETの例外運用のベストプラクティスとして「例外は回復できる場所でだけcatchしよう」みたいな基本もあるよ🧯✨ (Microsoft Learn)

5. “不変条件”と“入力チェック”は同じ？ちょい違う🙂🧠

似てるけど、気持ち違うよ👇

入力チェック：外から来た値が、今の処理で扱える？（API/画面/ファイルなど）📥
不変条件：このオブジェクトは、どんな時でも絶対こうあるべき！💎

つまり、不変条件はもっと「そのクラスの憲法」📜✨ だから、クラスの中に閉じ込めるのが強い💪🧁

6. 更新メソッドで“壊れた状態”を作らない🔁🛡️

生成時に守っても、更新で壊れたら意味ないよね😵‍💫 だから、状態変更の入口にもガードを置くよ👇

public sealed class BankAccount
{
    public decimal Balance { get; private set; }

    public BankAccount(decimal initialBalance)
    {
        if (initialBalance < 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(initialBalance), "Initial balance must be >= 0.");

        Balance = initialBalance;
    }

    public void Deposit(decimal amount)
    {
        if (amount <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount), "Deposit amount must be > 0.");

        Balance += amount;
    }

    public void Withdraw(decimal amount)
    {
        if (amount <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount), "Withdraw amount must be > 0.");

        if (Balance - amount < 0)
            throw new InvalidOperationException("Insufficient funds."); // 状態的に無理💸🛑

        Balance -= amount;
    }
}

ここでの小ワザ✨

引数が悪い → Argument... 系
今の状態だと無理（残高不足など） → InvalidOperationException が自然なことが多いよ🧠 (Microsoft Learn)

7. async メソッドの入口チェックは “await前” が鉄則⚡🧵

非同期だと例外が「タスクの中」に入っちゃって、発生タイミングがズレることがあるよね💦 だから、async の本体に入る前（awaitする前）に引数検証を済ませるのが推奨されてるよ✅ (Microsoft Learn)

public async Task<string> DownloadAsync(string url, CancellationToken ct)
{
    ArgumentException.ThrowIfNullOrEmpty(url, nameof(url)); // 先にチェック✅

    // ここから先で await してもOK🙂
    await Task.Delay(10, ct);
    return "ok";
}

8. C# 14 の `field` で「検証付きプロパティ」をスッキリ✨🏷️

「setterで検証したいけど、裏フィールド書くのダルい〜😵」ってなることあるよね。 C# 14 だと field キーワードで、自動生成されるバッキングフィールドに触れられるよ✨（プロパティの検証が書きやすくなる） (Microsoft Learn)

public sealed class UserProfile
{
    public string DisplayName
    {
        get => field;
        set
        {
            ArgumentException.ThrowIfNullOrEmpty(value, nameof(value));
            field = value.Trim();
        }
    } = "Guest"; // 初期値
}

注意ポイント⚠️🙂

setterでトリムや正規化（Normalize）すると、値が統一されて強い✨
ただし「表示名は空じゃダメ」みたいなルールは、クラスの中に閉じ込めるのが正解✅

9. ミニ演習📝💖（手を動かすと一気に身につく！）

演習1：コンストラクタで不変条件を守る🚪🛡️

次のルールを満たす Product を作ってね👇

Code：null/空はダメ
Price：0以上
Stock：0以上

ヒント：ThrowIfNullOrEmpty と ThrowIfNegative を使うと短いよ🙂✨ (Microsoft Learn)

演習2：更新メソッドで壊れないようにする🔁✅

Stock を減らす DecreaseStock(int amount) を追加してね👇

amount は 1以上
減らした結果がマイナスになるなら状態的にNG（例外で止める）🛑

演習3：エラーメッセージを“読める日本語”にする🧾✨

例外メッセージを、あとから見ても一発で分かるように改善してね🙂 （例：「Price must be >= 0.」みたいに、条件をそのまま書くと強い💪）

10. チェックリスト✅📋（コミット前にこれだけ！）

生成時に不変条件が全部チェックされてる？🧱
更新メソッドでも同じ不変条件が守られてる？🔁
例外の種類が「引数エラー」「状態エラー」で分かれてる？🧭
nameof(...) を使ってる？🏷️
メッセージが「条件そのまま」で具体的？📝
async は await 前に検証してる？⚡ (Microsoft Learn)

11. AI活用（Copilot / Chat）🤖✨：安全に“入口”を作るプロンプト集

11.1 不変条件の洗い出し（ドメイン理解用）🧠💎

次のC#クラスに対して「不変条件（常に守るべきルール）」候補を10個挙げて。
各ルールは「なぜ必要か」も1行で。
対象クラス：<<ここにクラス貼る>>
また、例外にするべきか（Argument系 / InvalidOperation）も提案して。

11.2 ガード節の実装案（1コミット分）✂️📌

次のメソッドにガード節を追加して不変条件を守りたい。
差分が小さくなるように、変更は最小にして。
例外の種類とメッセージも提案して。
メソッド：<<ここにメソッド貼る>>
ルール：<<箇条書きで条件>>

11.3 例外メッセージ改善（読みやすさUP）🧾✨

次の例外メッセージを、あとから読んでも一発で分かるように改善案を5つ出して。
条件が伝わる短い文にして。
現状：<<メッセージ貼る>>
条件：<<守りたい条件>>

12. よくある落とし穴😵‍💫🕳️（ここだけ注意！）

チェックが散らばる：あちこちで同じ検証をして、仕様変更で破綻しがち🌀 → 入口に寄せる🚪✨
例外の種類が雑：全部 Exception とか ArgumentException で投げると、呼び出し側が困る😢 → 3兄弟を使い分け🧭 (Microsoft Learn)
asyncで検証が遅い：await後に検証して、例外が分かりにくい⚡ → await前にチェック✅ (Microsoft Learn)
“とりあえずtry/catch”：回復できないのにcatchして握りつぶす🚫 → 回復できる場所だけcatch🧯 (Microsoft Learn)

この章でできるようになること🎯✨​

1. 不変条件（Invariant）ってなに？🧩💡​

2. 入口はどこ？（守る場所ベスト3）🏰✨​

3. ガード節は“短く・先頭で・具体的に”🚧🪄​

3.1 まずは最小形（読みやすさ優先）📘✨​

4. 例外、どれ投げる？（迷子にならないルール）🧭💥​

5. “不変条件”と“入力チェック”は同じ？ちょい違う🙂🧠​

6. 更新メソッドで“壊れた状態”を作らない🔁🛡️​

7. async メソッドの入口チェックは “await前” が鉄則⚡🧵​

8. C# 14 の field で「検証付きプロパティ」をスッキリ✨🏷️​

9. ミニ演習📝💖（手を動かすと一気に身につく！）​

演習1：コンストラクタで不変条件を守る🚪🛡️​

演習2：更新メソッドで壊れないようにする🔁✅​

演習3：エラーメッセージを“読める日本語”にする🧾✨​

10. チェックリスト✅📋（コミット前にこれだけ！）​

11. AI活用（Copilot / Chat）🤖✨：安全に“入口”を作るプロンプト集​

11.1 不変条件の洗い出し（ドメイン理解用）🧠💎​

11.2 ガード節の実装案（1コミット分）✂️📌​

11.3 例外メッセージ改善（読みやすさUP）🧾✨​

12. よくある落とし穴😵‍💫🕳️（ここだけ注意！）​