このページでは、JavaScriptにおけるプライベートフィールドおよびプライベートメソッドについて、基礎から応用までを具体例を交えながら解説します。

プライベートフィールドとは

プライベートフィールドは、クラス内で定義される特別なプロパティであり、外部やサブクラスからアクセスできないものです。JavaScriptでは、プライベートフィールドを定義する際に、プロパティ名の前に#を付けます。

例えば、次のようにプライベートフィールドを使います。

class Person {
    // プライベートフィールドの定義
    #name;
    constructor(name) {
        this.#name = name;
    }
    getName() {
        return this.#name;
    }
}
const person = new Person("Alice");
console.log(person.getName()); // "Alice"
console.log(person.#name); // エラー: プライベートフィールドにアクセスできません

プライベートフィールドの特徴

プライベートフィールドには以下の特徴があります。

• クラス外部からアクセス不可：プライベートフィールドは、インスタンスの外部から直接アクセスできません。
• サブクラスからもアクセス不可：プライベートフィールドは継承したクラス内でもアクセスできません。
• 静的なプライベートフィールド：プライベートフィールドはstaticキーワードと組み合わせて使用できます。

静的なプライベートフィールドの例は以下の通りです。

class Counter {
    static #count = 0;
    static increment() {
        Counter.#count++;
    }
    static getCount() {
        return Counter.#count;
    }
}
Counter.increment();
console.log(Counter.getCount()); // 1
console.log(Counter.#count); // エラー: プライベートフィールドにアクセスできません

プライベートメソッドとは

プライベートメソッドは、クラス内でのみ使用できるメソッドです。プライベートフィールドと同様に、名前の前に#を付けて定義します。

例として、内部ロジックを隠すためのプライベートメソッドを見てみましょう。

class Calculator {
    #add(a, b) {
        return a + b;
    }
    calculateSum(a, b) {
        return this.#add(a, b);
    }
}
const calc = new Calculator();
console.log(calc.calculateSum(2, 3)); // 5
console.log(calc.#add(2, 3)); // エラー: プライベートメソッドにアクセスできません

プライベートメソッドの特徴

プライベートメソッドには以下の特徴があります。

• 外部からアクセス不可：プライベートメソッドは、インスタンスやクラスの外部から直接呼び出すことができません。
• サブクラスからもアクセス不可：プライベートメソッドは継承されたクラス内でも使用できません。
• プライベートフィールドと組み合わせ可能：プライベートメソッド内でプライベートフィールドを操作できます。

数学的な解釈と対応

プライベートフィールドやプライベートメソッドを数学的な視点で考えると、これらは関数や変数の作用域 (スコープ)を限定する仕組みとして捉えられます。

例えば、次のような関数 \\( f(x) = x^2 \\) において、内部的に補助関数 \\( g(x) = x \\) を利用する場合を考えます。

class MathFunction {
    #square(x) {
        return x * x;
    }
    calculateSquare(x) {
        return this.#square(x);
    }
}
const mathFunc = new MathFunction();
console.log(mathFunc.calculateSquare(4)); // 16
console.log(mathFunc.#square(4)); // エラー: プライベートメソッドにアクセスできません

ここで \\( g(x) \\) は内部的な計算に使用されますが、外部からは直接アクセスできません。

使用例と応用

プライベートフィールドやプライベートメソッドは、以下のような場面で役立ちます。

• カプセル化：内部状態を隠蔽し、インターフェースを簡潔に保つ。
• ロジックの保護：外部からの不正な操作を防ぎ、安全性を高める。
• 設計の明確化：クラスの内部ロジックを明確に分離する。

例えば、銀行口座の管理システムでは、内部的な計算ロジックを隠すことが重要です。

class BankAccount {
    #balance = 0;
    #updateBalance(amount) {
        this.#balance += amount;
    }
    deposit(amount) {
        this.#updateBalance(amount);
    }
    getBalance() {
        return this.#balance;
    }
}
const account = new BankAccount();
account.deposit(1000);
console.log(account.getBalance()); // 1000
console.log(account.#updateBalance(500)); // エラー: プライベートメソッドにアクセスできません

まとめ

JavaScriptのプライベートフィールドとプライベートメソッドは、クラスの設計をより堅牢にし、可読性や安全性を向上させる重要な機能です。適切に使用することで、コードの品質を大幅に向上させることができます。

このページで紹介した例を参考に、自身のプロジェクトでぜひ活用してみてください。