第11章：DIは標準の仕組みを使う（デファクト）🧩🔌

第11章. DI（依存注入）なしでは始まらない

ねらい 🎯✨

「newのつらさ（依存が増えて、差し替えづらくなる）」を、**DI（依存性注入）**でやわらげるよ🙂
GoFに入る前に、**差し替えの“土台”**を作っておく（あとでStrategy/Decorator/Factoryなどがスッと入る）🚀
標準寄りのDIコンテナ（Microsoft.Extensions.DependencyInjection）で、余計な自作フレームワークを作らずに学ぶよ🧼✨

到達目標 ✅🌸

この章が終わったら、次ができるようになるよ！

ServiceCollectionで 登録（Registration）→ ServiceProviderで **解決（Resolve）**できる 🧩
Singleton / Scoped / Transient の違いを、**「いつ作られて、いつ捨てられる？」**で説明できる ⏳
テストで 実装を差し替える（フェイク/スタブ）を、DI登録だけでできる 🧪✨
「DIのやりすぎ」を避ける判断ができる（全部コンテナに押し込まない）⚠️🙂

手順 🛠️🌈

1) まずは“手動new”のつらさを1回味わう 😵‍💫🔥

依存が増えると、呼び出し側がごちゃごちゃしてくるよね…！

// Program.cs（手動new版）
var notifier = new ConsoleNotifier();
var paymentFactory = new PaymentMethodFactory();
var orderService = new OrderService(paymentFactory, notifier);

await orderService.PayAsync(PaymentKind.CreditCard, new Money(1200));

依存が増えるたびに Program.cs が太る🐷💦
テストで差し替えたい時に、new だらけでつらい😢
「どこで何を差し替えるの？」が散らばる🌀

2) “DIの3語”を押さえる（ここ超大事！）🧠✨

登録（Registration）：ServiceCollection に「これ使うよ」を並べる📌
解決（Resolve）：必要になったらコンテナが作って渡す🎁
注入（Injection）：主に コンストラクタ引数で渡す（C#の王道）🚪

3) 例題の最小ドメインを用意（小さくてOK）🛒🍰

※ここは“学習用モデル”だから、作り込み禁止ね😉🧼

public readonly record struct Money(decimal Amount)
{
    public Money
    {
        if (Amount < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(Amount), "Amount must be >= 0");
    }
}

public enum PaymentKind { CreditCard, BankTransfer }

public interface INotifier
{
    void Notify(string message);
}

public sealed class ConsoleNotifier : INotifier
{
    public void Notify(string message) => Console.WriteLine(message);
}

支払いは「生成が変わる」ので、まずは最小のFactoryを置く（この章では“差し替え対象”として使うよ）💳

public interface IPaymentMethod
{
    string Name { get; }
    Task ChargeAsync(Money amount);
}

public sealed class CreditCardPayment : IPaymentMethod
{
    public string Name => "CreditCard";
    public Task ChargeAsync(Money amount) => Task.CompletedTask;
}

public sealed class BankTransferPayment : IPaymentMethod
{
    public string Name => "BankTransfer";
    public Task ChargeAsync(Money amount) => Task.CompletedTask;
}

public interface IPaymentMethodFactory
{
    IPaymentMethod Create(PaymentKind kind);
}

public sealed class PaymentMethodFactory : IPaymentMethodFactory
{
    public IPaymentMethod Create(PaymentKind kind) => kind switch
    {
        PaymentKind.CreditCard   => new CreditCardPayment(),
        PaymentKind.BankTransfer => new BankTransferPayment(),
        _ => throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(kind))
    };
}

最後にサービス本体（依存はコンストラクタで受け取る）✨

public sealed class OrderService
{
    private readonly IPaymentMethodFactory _paymentFactory;
    private readonly INotifier _notifier;

    public OrderService(IPaymentMethodFactory paymentFactory, INotifier notifier)
    {
        _paymentFactory = paymentFactory;
        _notifier = notifier;
    }

    public async Task PayAsync(PaymentKind kind, Money amount)
    {
        var method = _paymentFactory.Create(kind);
        await method.ChargeAsync(amount);

        _notifier.Notify($"Paid {amount.Amount} via {method.Name} 🎉");
    }
}

4) DIコンテナに登録して、解決して動かす 🧩➡️🎬

ここからが本番！ Microsoft.Extensions.DependencyInjection を使うよ（標準寄りの定番）✨ （コンソールだとNuGet追加が必要なことがあるよ：dotnet add package Microsoft.Extensions.DependencyInjection）

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

var services = new ServiceCollection();

// 登録（Registration）📌
services.AddSingleton<INotifier, ConsoleNotifier>();
services.AddSingleton<IPaymentMethodFactory, PaymentMethodFactory>();
services.AddTransient<OrderService>(); // 使うたびに新しく（状態を持たない想定）

// 解決（Resolve）🎁
using var provider = services.BuildServiceProvider();

var orderService = provider.GetRequiredService<OrderService>();
await orderService.PayAsync(PaymentKind.CreditCard, new Money(1200));

ポイント😍

差し替えは登録箇所に集約される（呼び出し側がスッキリ）🧼✨
OrderService は「何が注入されるか」を知らない（疎結合）🔌

5) ライフサイクル（超重要）⏳📦

DIの“事故”はだいたいここから起きるよ…！😇

AddSingleton：アプリ中ずっと1個（共有したい・状態が安全なら）👑
AddScoped：スコープごとに1個（Webだと“1リクエスト1個”のイメージ）🧺
AddTransient：呼ばれるたびに新しい（軽い/状態を持たないもの向き）🫧

まず最初のおすすめ感覚（迷ったらこれ）🙂

状態を持たないサービス → Transient
設定/キャッシュ/共有してOK → Singleton
“処理単位”でまとめたい（DBっぽい）→ Scoped

6) コンソールでもScopedを使うなら「スコープを作る」🧺✨

Webみたいに自動でスコープが切られないので、自分で作るよ！

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

var services = new ServiceCollection();
services.AddScoped<CheckoutSession>();
services.AddTransient<OrderService>(); // 例

using var provider = services.BuildServiceProvider();

using var scope = provider.CreateScope();
var session = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<CheckoutSession>();

7) テストで“登録だけ”差し替えする 🧪💞

ここがDIの気持ちよさポイント！😍 本番実装を触らず、テスト側の登録で差し替えできるよ。

例：支払いFactoryをフェイクに差し替える（章アウトラインのミニ演習の芯）💳🧪

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;

[TestClass]
public class OrderServiceTests
{
    [TestMethod]
    public async Task PayAsync_UsesFakeFactory()
    {
        var fake = new FakePaymentMethodFactory();

        var services = new ServiceCollection();
        services.AddSingleton<INotifier, NullNotifier>();
        services.AddSingleton<IPaymentMethodFactory>(fake); // ここが差し替えポイント✨
        services.AddTransient<OrderService>();

        using var provider = services.BuildServiceProvider();

        var sut = provider.GetRequiredService<OrderService>();
        await sut.PayAsync(PaymentKind.CreditCard, new Money(500));

        Assert.AreEqual(PaymentKind.CreditCard, fake.LastRequestedKind);
        Assert.AreEqual(500m, fake.LastChargedAmount);
    }

    private sealed class NullNotifier : INotifier
    {
        public void Notify(string message) { /* 何もしない */ }
    }

    private sealed class FakePaymentMethodFactory : IPaymentMethodFactory
    {
        public PaymentKind? LastRequestedKind { get; private set; }
        public decimal? LastChargedAmount { get; private set; }

        public IPaymentMethod Create(PaymentKind kind)
        {
            LastRequestedKind = kind;
            return new FakePaymentMethod(this);
        }

        private sealed class FakePaymentMethod : IPaymentMethod
        {
            private readonly FakePaymentMethodFactory _parent;
            public FakePaymentMethod(FakePaymentMethodFactory parent) => _parent = parent;

            public string Name => "Fake";
            public Task ChargeAsync(Money amount)
            {
                _parent.LastChargedAmount = amount.Amount;
                return Task.CompletedTask;
            }
        }
    }
}

ね？「差し替え」が登録1行で済むの、強いよね🥹✨

8) AI補助（Copilot/Codex）を使うときの“安全プロンプト”🤖🧷

AIに丸投げすると「謎抽象」「DIやりすぎ」が発生しやすい😇💦 なので、制約を先に縛るのがコツ！

コピペ用（短め）👇

目的：Microsoft.Extensions.DependencyInjection でDI登録と解決の最小例を作って
制約：自作の汎用フレームワークは禁止。クラス数は最小。コンストラクタ注入のみ。
欲しいもの：ServiceCollection登録 / BuildServiceProvider / GetRequiredService の例
テスト：差し替えは登録側で行う例も1つ

レビュー観点（人間が最後に見る👀✨）

注入がコンストラクタで完結してる？（IServiceProvider直注入してない？）
登録が増えすぎてない？（「とりあえず全部」になってない？）
ライフタイムが雑じゃない？（SingletonにScoped混ぜてない？）

よくある落とし穴 ⚠️😵‍💫

DIコンテナに全部を押し込む病：クラス設計が雑でもコンテナで誤魔化しがち😇
Service Locator化：IServiceProvider をあちこちに注入して GetService() しまくる（依存が隠れて最悪）🫥
ライフタイム事故（Captive Dependency）：Singleton が Scoped を掴んでしまう（後で爆発）💥
IDisposableの破棄忘れ：BuildServiceProvider() したら using で包む癖をつける🧹
登録の上書きに気づかない：同じサービスを複数回登録すると、意図せず“後勝ち”になることがある🌀
インターフェース分割しすぎ：1メソッドI/F大量で読むのがしんどい📚💦

演習（10〜30分）🧪🍀

演習1：手動new→DIへ置き換え（最小）🧩✨

Program.cs の new を消して、ServiceCollection 登録に寄せる
OrderService は変更しない（依存はコンストラクタのまま）

演習2：PaymentMethodFactoryをテストで差し替える 💳🧪

本番：PaymentMethodFactory
テスト：FakePaymentMethodFactory を登録して、呼ばれたか検証
検証は「最後に要求された PaymentKind が何か」だけでOK🙂

演習3：ライフタイムを1回だけ変えて挙動を観察 👀⏳

OrderService を Transient → Singleton に変える
「状態を持つようにしたら何が起きる？」を想像してメモ📝
- 例：前回の注文情報をフィールドに持つと…？😱

自己チェック ✅🎀

ServiceCollection に登録して、GetRequiredService で解決できる
Singleton / Scoped / Transient を「いつ作っていつ捨てる？」で説明できる
テストで「登録だけ」で差し替えできる（本番コードは触らない）
IServiceProvider を業務コードに注入してない（Service Locator化してない）
DIは“便利だから全部”じゃなく、差し替えたいところだけに効かせられている

ねらい 🎯✨​

到達目標 ✅🌸​

手順 🛠️🌈​

1) まずは“手動new”のつらさを1回味わう 😵‍💫🔥​

2) “DIの3語”を押さえる（ここ超大事！）🧠✨​

3) 例題の最小ドメインを用意（小さくてOK）🛒🍰​

4) DIコンテナに登録して、解決して動かす 🧩➡️🎬​

5) ライフサイクル（超重要）⏳📦​

6) コンソールでもScopedを使うなら「スコープを作る」🧺✨​

7) テストで“登録だけ”差し替えする 🧪💞​

8) AI補助（Copilot/Codex）を使うときの“安全プロンプト”🤖🧷​

よくある落とし穴 ⚠️😵‍💫​

演習（10〜30分）🧪🍀​

演習1：手動new→DIへ置き換え（最小）🧩✨​

演習2：PaymentMethodFactoryをテストで差し替える 💳🧪​

演習3：ライフタイムを1回だけ変えて挙動を観察 👀⏳​

自己チェック ✅🎀​