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マルチパラダイム時代におけるデータ構造 第1回 ー データ構造はインタフェースの定義から入ろう

 この記事は、「マルチパラダイム時代におけるデータ構造 第0回 ー この連載の目的」の続きです。前回はこの連載の目的を書きました。今回から、データ構造の解説を始めます。
 マルチパラダイム言語でデータ構造を実装する際に、先ずやるべきことは、インタフェースを定義する事です。C#は前時代の技術であるCOM(Component Object Model)の流れも汲んでいるので、インタフェースにも対応しています。それに、巷ではあまり言われていませんが、インタフェース指向も重要な考えであって、何でもオブジェクトにすればよいというものではないのです。データ構造は、実装上関係のないオブジェクトの集まりです。無暗に継承してよいものではありません。データ構造のインタフェースから考えましょう。
 データ構造に、どんなインタフェースが必要でしょうか?それは、データ構造とは何かを考えると見えてきます。データ構造には、スタック、キュー、リストなどがあります。それらデータ構造に共通するものは、データを管理する事です。データ構造は、データを管理し取扱いしやすいようにするものだといえると思います。
 では、データを管理するオブジェクトには、どういったインタフェースが必要でしょうか?それは、データ指向で考えると分かります。データは、発生・更新・消滅します。また、データは選択(取得)できなければ意味がありません。加えて、本質的ではないものの、プログラミング上では管理しているデータの個数が必要となります。これらの要件を満たす最小限のインタフェースを考えれば、データ構造が持つべきインタフェースが判明します。
 インタフェースの定義が決まったので、実際にプログラミングしてみましょう。

using System;

namespace DataStructure
{
    //データを管理するオブジェクト(データ構造)が持つべきインタフェースの定義。
    public interface IDataManager<T>
    {
        //データの個数。
        int Count { get; }

        //データを選択(取得)する。
        //※選択するのは最初のデータであることに注意。
        T Select( );

        //データを発生させる。データを追加する。
        void Insert( T value );

        //データを消滅する。データ1つ削除する。
        void Delete( );
    }
}

おや?先ほど言った、データのライフサイクルである、更新がありません。それは、「最小限のインタフェース」ではないからです。何故ならば、任意の位置のデータを操作する必要があるからです。先で判明しますが、任意の位置のデータを操作できないデータ構造があるので、位置指定が必要なインタフェースは定義できません。任意の位置のデータを操作するインタフェースは、基本であるIDataManagerを継承することにより行います。

using System;

namespace DataStructure
{
    //任意の位置のデータを操作できるオブジェクトが、持つべきインタフェースの定義。
    public interface IDataFreeManager<T> : IDataManager<T>
    {
        //任意の位置のデータを選択(取得)する。
        T Select( int index );

        //任意の位置へデータを発生させる。
        void Insert( T value, int index );

        //任意の位置のデータを更新する。
        void Update( T newValue, int index );

        //任意の位置のデータを1つ消滅する。
        void Delete( int index );
    }
}

実は他にも持つべきインタフェースのメンバーがあるのですが、いきなりすべてを記述すると混乱を生むので、適切なタイミングで解説します。なお、ジェネリックインタフェースである理由は、任意のオブジェクトを格納する必要があるからです。int型だけしか管理できない何て嫌ですよね。
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