第17章：不変条件を守る場所：生成/更新の入口で守る🚪🔒
17.0 この章でできるようになること🎯✨
- 「不変条件（Invariant）」をいつ・どこで守るのが正解かがわかる🧱✅
- 壊れないクラスにするために、更新ルート（入口）を一本化できる🚪➡️🧠
- 「public setter が危ない理由」と「代わりにどう作るか」が身につく⚠️➡️🛡️
- 例外・Result・Assert を役割で使い分けできるようになる🎭⚖️
17.1 まず結論：不変条件は「入口」で守るのがいちばん強い🧱🔒
不変条件（Invariant）を確実に守るための最大のコツは…… 「不正な値をそもそも中に入れないこと」 です🚪🛡️✨
- 生成の入口：コンストラクタ / ファクトリ（Create, TryCreate）🏗️🏭
- 更新の入口：状態を変える public メソッド（例：Deposit / Withdraw）🔁✅
逆に言うと… 入口以外で状態が変えられると、不変条件は一気に守れなくなる😵💫💥
17.2 なんで「入口」が大事なの？（途中で壊れていい時間は“最小”に）⏱️🧠
DbC 的には、こんなイメージが理想だよ🌸
-
外から見えるタイミング（public の境界）では常に不変条件が成立している🧱✅
-
メソッドの中では、作業中に一瞬だけ崩れてもOK（でも最後に戻す）🔧➡️✅
- ただし、その「一瞬」を外に漏らさないことが大事🚫👀
つまり、外部公開されてる操作が終わった瞬間に、絶対に健康状態に戻す🏥✨ これが「壊れないモデル」への近道だよ🧡
17.3 public setter はなぜ危険？（不変条件を素通りできちゃう）⚠️🚫
例えば「残高は 0 以上」って不変条件があるとするね💰
もしこうだと…👇
public class BankAccount
{
public decimal Balance { get; set; } // ❌危ない
}
外からこうされて終わり…😇💥
account.Balance = -9999m; // 不変条件が死亡😵💫
だから基本はこう👇✨
- 値を書き換える経路を public にしない🚫
- 変更は 意図があるメソッド だけにする✅
17.4 不変条件を守る定番パターン3つ🍡✨
パターンA：生成は「ファクトリ」に寄せる🏭✅
- コンストラクタを隠す（private / internal）🔒
CreateOrThrow（例外）とTryCreate（Result）を用意する🎭📩
パターンB：更新は「ドメインメソッド」だけ🔁🛡️
Balanceみたいな状態はprivate setにする🔐Withdraw(amount)の中で Pre/Inv を守る✅
パターンC：コレクションは“触らせない”📚🧤
List<T>をそのまま公開しない🙅♀️- 外には
IReadOnlyList<T>を見せる👀✨ - 追加/削除は専用メソッドでしかできないようにする🚪✅
17.5 実装例：BankAccount（残高>=0 を絶対に守る）💳🧱✅
① 不変条件（Invariant）を言葉で書く📝💗
Balance >= 0💰✅OwnerNameは空じゃない（例）👤✅
② 生成の入口：Create で守る🏗️🏭
public sealed class BankAccount
{
public string OwnerName { get; }
public decimal Balance { get; private set; } // ✅ 外からは書き換え不可
private BankAccount(string ownerName, decimal initialBalance)
{
OwnerName = ownerName;
Balance = initialBalance;
EnsureInvariants(); // ✅ 生成直後に健康チェック
}
public static BankAccount CreateOrThrow(string ownerName, decimal initialBalance)
{
// Pre（入口で弾く）🚪🛡️
if (string.IsNullOrWhiteSpace(ownerName))
throw new ArgumentException("OwnerName must not be empty.", nameof(ownerName));
if (initialBalance < 0)
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(initialBalance), "Initial balance must be >= 0.");
return new BankAccount(ownerName, initialBalance);
}
// 更新の入口：Deposit / Withdraw ✅
public void Deposit(decimal amount)
{
if (amount <= 0)
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount), "Deposit amount must be > 0.");
Balance += amount;
EnsureInvariants(); // ✅ 更新後に戻す
}
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.");
Balance -= amount;
EnsureInvariants(); // ✅ 更新後に戻す
}
private void EnsureInvariants()
{
// Invariant（クラスの健康診断）🏥🧱
if (Balance < 0)
throw new InvalidOperationException("Invariant violation: Balance must be >= 0.");
if (string.IsNullOrWhiteSpace(OwnerName))
throw new InvalidOperationException("Invariant violation: OwnerName must not be empty.");
}
}
ここがポイントだよ💡✨
- 生成も更新も、必ず最後に
EnsureInvariants()を通る🚪➡️✅ - 外から
Balanceを直接壊せない🔒 - “壊れた状態”が外に出る前に止められる🛑💥
17.6 「EnsureInvariants()」は例外でいいの？Resultでいいの？🎭📩
ここ、混ぜるとグチャるから分けるのがコツだよ🍰✨
-
EnsureInvariants()が失敗するのは基本「プログラムのミス」側（直すべき）🧑💻💥- → 例外で止めるのが自然なことが多い
-
一方で「ユーザー入力が間違ってる」みたいな仕様エラーは Result にしたくなる📩🙂
この章のテーマは「不変条件」なので、 不変条件違反は“内部の事故”として強く止める方向がわかりやすいよ🧯✅
17.7 Assert を併用するとさらに安心🐞🔔（開発中に速攻で気づける）
Debug.Assert は デバッグビルドで主に動くから、「内部の前提が壊れた」を早めに見つける用途に便利だよ🔍✨
（Release に残したいなら Trace.Assert 側を検討する感じ） (Microsoft Learn)
例えばこう👇
using System.Diagnostics;
private void EnsureInvariants()
{
Debug.Assert(Balance >= 0, "Invariant: Balance must be >= 0."); // 🐞 開発中に気づく
if (Balance < 0)
throw new InvalidOperationException("Invariant violation: Balance must be >= 0.");
}
おすすめは「Assert + 例外」の二段構え🎀
- Assert：開発中にすぐ気づける🐞
- 例外：もし混入しても実行時に止める🧯
17.8 コレクション不変条件の守り方（外に List を出さない）📚🚫
例：注文は「明細が1件以上ある」とか「明細の合計が一致する」みたいな不変条件が出がち🛒🧾✨
public sealed class Order
{
private readonly List<OrderLine> _lines = new();
public IReadOnlyList<OrderLine> Lines => _lines; // ✅ 触れない形で見せる
public decimal Total { get; private set; }
public void AddLine(OrderLine line)
{
if (line is null) throw new ArgumentNullException(nameof(line));
_lines.Add(line);
RecalculateTotal();
EnsureInvariants();
}
public void RemoveLineAt(int index)
{
if (index < 0 || index >= _lines.Count)
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
_lines.RemoveAt(index);
RecalculateTotal();
EnsureInvariants();
}
private void RecalculateTotal()
=> Total = _lines.Sum(x => x.Price * x.Quantity);
private void EnsureInvariants()
{
if (_lines.Count == 0)
throw new InvalidOperationException("Invariant violation: Order must have at least 1 line.");
if (Total < 0)
throw new InvalidOperationException("Invariant violation: Total must be >= 0.");
}
}
ポイントはこれ👇💗
- 外から
_lines.Add(...)できない = ルールを破れない🔒✨ - 更新操作をメソッドに閉じ込める = 入口で守れる🚪✅
17.9 ありがち事故あるある⚠️😵💫
- ✅ プロパティを public set にしてしまう（最頻出）🚫
- ✅ “更新メソッド”の最後に不変条件チェックを忘れる🧾💦
- ✅ 例外メッセージが雑で、後で原因が追えない📉😢
- ✅ 「仕様エラー」と「不変条件違反」を同じ例外で投げちゃう🧩💥
17.10 ミニ演習（手を動かすと一気に身につく）🧪🌸
演習1：わざと壊して止まるのを確認💥🛑
Withdrawのif (Balance - amount < 0)をコメントアウトしてみる✂️Withdraw(999999)を呼ぶEnsureInvariants()が止めるのを確認✅
演習2：不変条件を1つ追加してみよう🧱➕
- 例：
OwnerNameは 1〜50 文字 - どこで弾く？（Create）
- どこで保証する？（EnsureInvariants）
演習3：public setter を消して API を作り直す🛠️✨
Balance { get; set; }をやめるDeposit/Withdrawだけで目的が達成できるようにする🎯
17.11 AI活用（速く書く✨でも入口の設計は人が決める🤖🧠）
AIには「コードを書かせる」よりも、まず「契約を言語化」させるのが超おすすめだよ📝💗
そのまま使えるお願い文（コピペOK）📋✨
C#で、不変条件を持つクラスの例を作って。
不変条件：Balance >= 0、OwnerNameは空禁止。
生成はCreateOrThrowで入口チェック、更新はDeposit/Withdrawだけで行い、
public setterは禁止。EnsureInvariants()で最後に検証する実装にして。
例外メッセージも読みやすくして。
出てきたコードはここを人がチェック👀✅
- 入口（Create/更新メソッド）に検証が集約されてる？🚪
- public setter が残ってない？🔒
- 不変条件が「最後に必ず」確認されてる？🧱✅
17.12 この章の合言葉💖
**「不変条件は、生成と更新の入口で守る」**🚪🔒 これだけで、クラスの壊れやすさが一気に減るよ🧱✨
（参考：C# 14 は .NET 10 上でサポートされる最新の C# リリースとして案内されているよ📌） (Microsoft Learn)