【ITニュース解説】Understanding Encapsulation in JavaScript

JavaScriptにおけるカプセル化について解説する。カプセル化は、オブジェクト指向プログラミング（OOP）の中核となる原則の一つであり、関連するデータ（プロパティや変数）と振る舞い（メソッドや関数）を一つの単位（オブジェクトまたはクラス）にまとめ、オブジェクトの一部の要素への直接的なアクセスを制限することを意味する。これは、データの保護、コードの整理、再利用性の向上、セキュリティの強化に貢献する。

カプセル化の利点は多岐にわたる。まず、データの不正な変更から保護する。データの操作を特定のメソッド（getterやsetter）を通じて行うことで、データの整合性を維持できる。Getterはオブジェクトのプロパティの値を取得するために使用され、Setterはプロパティの値を設定するために使用される。Setter内で入力値を検証することで、不正なデータが設定されるのを防ぐことができる。次に、コードの整理と再利用性を高める。関連するデータとメソッドをまとめることで、コードの可読性が向上し、保守が容易になる。さらに、機密性の高いロジックに対するセキュリティを提供する。

JavaScriptでカプセル化を実現する方法はいくつかある。オブジェクトリテラルを使う方法、クラスとプライベートフィールドを使う方法、そしてクロージャを使う方法だ。

オブジェクトリテラルを使った例では、userオブジェクトがnameとageというプロパティを持ち、getAgeとsetAgeというメソッドを持つ。ageプロパティへの直接アクセスは避けられ、getAgeで値を取得し、setAgeで値を設定する。setAgeでは、新しい年齢が0より大きいかどうかの検証を行い、不正な値が設定されるのを防いでいる。

クラスとプライベートフィールドを使った例では、BankAccountクラスが#balanceというプライベートフィールドを持つ。プライベートフィールドはクラス外部からの直接アクセスが禁止されており、deposit（入金）、withdraw（引き出し）、getBalance（残高取得）といったメソッドを通じてのみ操作できる。これにより、残高が外部から不正に操作されるのを防ぐことができる。JavaScriptでは、プライベートフィールドは # プレフィックスをつけて宣言する。

クロージャを使った例では、Car関数がengineOnというローカル変数を持つ。この変数は関数の外部からはアクセスできず、startEngine（エンジン始動）、stopEngine（エンジン停止）、drive（運転）といった内部関数（クロージャ）を通じてのみ状態を変更できる。これにより、エンジンの状態が外部から直接変更されるのを防ぎ、安全な状態管理を実現している。

現実世界の例として、ATM、パスワードマネージャー、自動車が挙げられる。ATMでは、口座残高は内部で管理され、預金、引き出し、残高照会といった操作のみが公開される。パスワードマネージャーでは、保存されたパスワードは安全に隠蔽され、暗号化された状態で管理される。自動車では、エンジンの状態は内部で管理され、運転者はハンドルやアクセルなどの操作を通じて間接的に制御する。

これらの例からわかるように、カプセル化は内部の詳細を隠蔽し、メソッドを通じて制御されたアクセスを提供する。これにより、データの安全性が保たれ、コードの保守性が向上する。カプセル化を理解し、適切に利用することで、より安全で信頼性の高いソフトウェアを開発できる。システムエンジニアを目指す上で、カプセル化は重要な概念の一つであり、積極的に学習し、実践に取り入れることが望ましい。