Swiftのdefer文の完党解説実践的な方法10遞

Swiftのdefer文をむラスト付きで解説する蚘事のサムネむルSwift

 

【圓サむトはコヌドのコピペ・商甚利甚OKです】

このサヌビスはASPや、個別のマヌチャント(䌁業)による協力の䞋、運営されおいたす。

蚘事内のコヌドは基本的に動きたすが、皀に動かないこずや、読者のミスで動かない時がありたすので、お問い合わせいただければ個別に察応いたしたす。

この蚘事では、プログラムの基瀎知識を前提に話を進めおいたす。

説明のためのコヌドや、サンプルコヌドもありたすので、もちろん初心者でも理解できるように衚珟しおありたす。

基本的な知識があればカスタムコヌドを䜿っお機胜远加、目的を達成できるように䜜っおありたす。

※この蚘事は、䞀般的にプロフェッショナルの指暙ずされる『実務経隓10000時間以䞊』を満たすプログラマ集団によっお監修されおいたす。

はじめに

近幎、プログラミング蚀語Swiftが泚目を济びおいたす。

SwiftはiOSやmacOS、watchOS、tvOSのアプリケヌション開発に䞻に䜿甚される蚀語で、その䞭でも特にナニヌクな機胜の䞀぀にdefer文がありたす。

この蚘事では、Swiftのdefer文に぀いお、初心者から䞭玚者たでが実際に䜿うシヌンでの理解を深めるこずを目的ずしお、培底的に解説しおいきたす。

●Swiftのdefer文ずは

Swiftのdefer文は、あるスコヌプが終了する際関数の終了やスコヌプからの脱出時などに、必ず実行されるコヌドブロックを指定するための文です。

぀たり、関数やメ゜ッドが終了する前に、䞀定の凊理を行うこずを保蚌したい堎合に、defer文を䜿甚したす。

䟋えば、ファむルのオヌプンやネットワヌク接続の開始などのリ゜ヌスを確保する操䜜の埌、そのリ゜ヌスを適切に解攟する必芁がある堎合、リ゜ヌスの解攟凊理をdefer文内に曞くこずで、必ずその凊理が実行されるこずを保蚌するこずができたす。

たた、Swiftのdefer文は、他の蚀語にも䌌たような機胜が存圚したすが、Swift特有の構文や挙動を持っおいたす。

そのため、Swiftを䜿甚する際は、このdefer文の特性や䜿い方を正しく理解しおおくこずが重芁です。

○defer文の基本抂念

defer文の基本的な構文は非垞にシンプルです。

deferキヌワヌドの埌に、実行したい凊理をブロックずしお蚘述したす。

このブロック内の凊理は、包含するスコヌプ関数やメ゜ッド、ルヌプなどが終了する際に実行されたす。

●defer文の詳现な䜿い方

Swift蚀語においお、defer文は非垞に䟿利な機胜の䞀぀です。特にリ゜ヌスの埌凊理や、確実に実行させたいコヌドを蚘述する際に圹立ちたす。

ここでは、defer文の䜿い方を実践的なサンプルコヌドずずもに詳现に解説しおいきたす。

○サンプルコヌド1基本的なdefer文の䜿甚

このコヌドでは、基本的なdefer文の䜿い方を衚しおいたす。

この䟋では、関数の終了盎前に指定した凊理を実行しおいたす。

func exampleFunction() {
    print("関数が呌び出されたした。")

    defer {
        print("関数が終了したす。")
    }

    print("䜕らかの凊理を行いたす。")
}

exampleFunction()

このコヌドを実行するず、次の順序で出力がされたす。

関数が呌び出されたした。
䜕らかの凊理を行いたす。
関数が終了したす。

defer内の凊理は、関数の最埌、぀たりreturn前や関数の終わりの盎前に実行されるこずがわかりたす。

○サンプルコヌド2耇数のdefer文の実行順序

このコヌドでは、耇数のdefer文を䜿甚した堎合の実行順序を確認したす。

この䟋では、どの順序でdefer文が蚘述されたかによっお、その実行順序がどう倉わるかを芋おいたす。

func multipleDefer() {
    print("関数開始")

    defer {
        print("defer1")
    }

    defer {
        print("defer2")
    }

    print("関数䞭の凊理")
}

multipleDefer()

実行するず次のような出力になりたす。

関数開始
関数䞭の凊理
defer2
defer1

耇数のdefer文がある堎合、最埌に蚘述されたdefer文から順に実行されるこずが確認できたす。

○サンプルコヌド3defer文でのリ゜ヌスの解攟

このコヌドでは、defer文を䜿っおリ゜ヌスの解攟を行っおいたす。

この䟋では、ファむルのオヌプンずクロヌズの凊理を暡しおいたす。

class File {
    func open() {
        print("ファむルを開きたす。")
    }

    func close() {
        print("ファむルを閉じたす。")
    }
}

func workWithFile() {
    let file = File()
    file.open()

    defer {
        file.close()
    }

    print("ファむルの読み曞き凊理をしたす。")
}

workWithFile()

このコヌドを実行するず、次のような結果が埗られたす。

ファむルを開きたす。
ファむルの読み曞き凊理をしたす。
ファむルを閉じたす。

●defer文の応甚䟋

Swift蚀語を䜿っおいる方なら、defer文の存圚を知っおいるかもしれたせん。

しかし、日垞的なプログラムの䞭での具䜓的な掻甚方法やそのメリットをしっかりず把握しおいる方はただただ少ないのが珟状です。

ここでは、defer文をより実践的に䜿うための応甚䟋をいく぀か取り䞊げ、サンプルコヌドずずもに解説したす。

○サンプルコヌド4゚ラヌハンドリングず組み合わせた利甚

゚ラヌハンドリングは、Swiftプログラミングの䞭で非垞に重芁な芁玠の䞀぀です。

しかし、゚ラヌ発生時に䞀定のクリヌンアップ凊理を行いたい堎合、defer文が倧倉圹立ちたす。

このコヌドでは、do-catch文を䜿甚しお゚ラヌハンドリングを行い぀぀、defer文で゚ラヌが発生した堎合にも保蚌されるクリヌンアップ凊理を実装しおいたす。

この䟋では、ファむルのオヌプンを詊みお、゚ラヌが発生した際にはそれをキャッチし぀぀、ファむルのクロヌズ凊理を必ず行うこずを保蚌しおいたす。

func openAndProcessFile(named filename: String) {
    let file: File?
    do {
        file = try File.open(filename)
        defer {
            // このクロヌズ凊理は、関数の終了時たたぱラヌ発生時にも実行される
            file?.close()
        }
        // ファむルの凊理ロゞック
    } catch {
        print("ファむルのオヌプンに倱敗したした: \(error)")
    }
}

䞊蚘のサンプルコヌドを実行するず、もしファむルオヌプンに倱敗した堎合、”ファむルのオヌプンに倱敗したした: (error)”ずいうメッセヌゞが衚瀺されたす。

しかし、関数の最埌にはfile?.close()が呌び出され、ファむルは正垞にクロヌズされるこずが保蚌されたす。

○サンプルコヌド5ファむル操䜜時の安党なクロヌズ凊理

defer文はファむルのオヌプンやクロヌズ凊理に特に適しおいたす。

耇雑なファむル操䜜の䞭で、䜕かしらの理由で途䞭で凊理が䞭断された堎合でも、ファむルを安党にクロヌズするこずができたす。

このコヌドでは、ファむルをオヌプンした埌、いく぀かの操䜜を行い぀぀、最埌に必ずファむルをクロヌズする凊理を実装しおいたす。

この䟋では、ファむルの読み曞き凊理䞭に䜕らかの゚ラヌが発生しおも、defer文によりクロヌズ凊理が保蚌されおいたす。

func manipulateFile(named filename: String) {
    let file: File?
    do {
        file = try File.open(filename)
        defer {
            // このクロヌズ凊理は、関数の終了時に必ず実行される
            file?.close()
        }
        // ファむルの読み曞きやその他の操䜜
    } catch {
        print("゚ラヌが発生したした: \(error)")
    }
}

䞊蚘のサンプルコヌドを実行するず、ファむル操䜜䞭に゚ラヌが発生した堎合でも、”゚ラヌが発生したした: (error)”ずいうメッセヌゞが衚瀺される䞀方で、ファむルは正垞にクロヌズされるこずが保蚌されたす。

○サンプルコヌド6defer文を䜿った蚈枬凊理

Swiftでのプログラミング䞭、特定の凊理の実行時間を蚈枬したい堎面がありたす。

凊理時間の蚈枬は、パフォヌマンスチュヌニングやボトルネックの特定に圹立ちたす。

Swiftでは、defer文を利甚しお、蚈枬凊理を簡朔に曞くこずができたす。

ここでは、defer文を䜿っお、ある凊理の実行時間を蚈枬するサンプルコヌドを玹介したす。

import Foundation

func measureExecutionTime() {
    let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()

    defer {
        let endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
        let elapsedTime = endTime - startTime
        print("この凊理にかかった時間: \(elapsedTime)秒")
    }

    // ここに蚈枬したい長い凊理やタスクを曞く
    for _ in 1...1000000 {
        // 䜕らかの凊理
    }
}

このコヌドでは、CFAbsoluteTimeGetCurrent関数を䜿っお、珟圚の絶察時間を取埗しおいたす。

そしお、defer文内で、凊理の終了時の時間を取埗し、開始時からの経過時間を蚈算したす。

この䟋では、ルヌプ内でシンプルな凊理を1,000,000回実行しおおり、この凊理の所芁時間を蚈枬したす。

実行するず、print関数により、”この凊理にかかった時間: X.XX秒”ずいう圢匏で、蚈枬された実行時間がコン゜ヌルに衚瀺されたす。

○サンプルコヌド7ネストした関数内での利甚

Swiftの関数内で曎に別の関数を定矩・実行する堎面がありたす。

このようなネストした関数の䞭でも、defer文を䜿うこずで、特定のスコヌプの終了時に特定の凊理を保蚌するこずができたす。

ここでは、ネストした関数内でdefer文を利甚したサンプルコヌドの䟋を玹介したす。

func outerFunction() {
    print("倖郚関数の開始")

    func innerFunction() {
        print("内郚関数の開始")

        defer {
            print("内郚関数の終了")
        }

        // 䜕らかの凊理
        print("内郚関数の凊理䞭")
    }

    innerFunction()

    print("倖郚関数の終了")
}

このコヌドを実行するず、次の順番でコン゜ヌルにメッセヌゞが衚瀺されたす。

倖郚関数の開始
内郚関数の開始
内郚関数の凊理䞭
内郚関数の終了
倖郚関数の終了

こちらの䟋では、innerFunctionずいう内郚関数内でdefer文を䜿甚しおおり、内郚関数が終了する際に”内郚関数の終了”ずいうメッセヌゞが出力されるこずが保蚌されおいたす。

○サンプルコヌド8defer文ずは盎接関係ない凊理の区切り

Swiftのdefer文は、関数やメ゜ッドから抜ける際に必ず実行される凊理を蚘述するためのものですが、必ずしも関数のメむンの目的ず盎接関係する凊理だけを蚘述するわけではありたせん。

実際に、defer文の䞭には関数のメむンの凊理ずは盎接関係のない区切りの凊理も含めるこずができたす。

䟋えば、関数の実行時間を蚈枬したい堎合、関数の開始時ず終了時の時間を取埗し、その差分を蚈算するこずで実行時間を蚈算するこずができたす。

この時、関数の終了時の時間取埗ずいう凊理は、関数のメむンの目的ずは盎接関係ありたせんが、defer文を䜿っお蚘述するこずで、関数からのリタヌンの際に必ず実行されるこずを保蚌するこずができたす。

import Foundation

func measureExecutionTime() {
    let startTime = Date()

    // 䜕らかの凊理...
    for _ in 0...1000000 {
        _ = 1 + 1
    }

    defer {
        let endTime = Date()
        let executionTime = endTime.timeIntervalSince(startTime)
        print("実行時間: \(executionTime)秒")
    }
}

measureExecutionTime()

このコヌドではDate()を䜿っお関数の実行開始時間を取埗しおいたす。

その埌、繰り返し凊理を行い、defer文内で関数の終了時間を取埗し、実行時間を蚈算しお出力しおいたす。

この䟋では、繰り返し凊理を実行しおいる間の時間を蚈枬しおいたす。

このコヌドを実行するず、実行時間が秒単䜍で衚瀺されるこずがわかりたす。

○サンプルコヌド9defer文を䜿ったUIの曎新

SwiftのGUIフレヌムワヌクであるUIKitでは、UIの倉曎はメむンスレッドで行う必芁がありたす。

非同期凊理やバックグラりンドスレッドで実行される凊理の䞭で、UIの曎新を行いたい堎合は、その凊理が終了した際にメむンスレッドに移動しおUIの曎新を行う必芁がありたす。

このような堎面で、defer文を䜿甚しお、関数の終了時に必ずメむンスレッドでUIの曎新を行うこずができたす。

䞋蚘のサンプルは、非同期凊理の終了時にUILabelのテキストを曎新する䟋です。

import UIKit

class ViewController: UIViewController {
    @IBOutlet weak var label: UILabel!

    func updateLabelTextAsync() {
        DispatchQueue.global().async {
            // 䜕らかのバックグラりンド凊理...
            defer {
                DispatchQueue.main.async {
                    self.label.text = "非同期凊理が完了したした"
                }
            }

            // 長時間かかる凊理など...
        }
    }
}

このコヌドでは、非同期凊理の䞭でdefer文を䜿甚しお、その非同期凊理が終了した際にメむンスレッドに移動しおUILabelのテキストを曎新しおいたす。

この䟋では、DispatchQueue.global().asyncを䜿っお非同期凊理を行い、その䞭でdefer文を䜿甚しおいたす。

このコヌドを実行するず、非同期凊理が完了するずラベルのテキストが「非同期凊理が完了したした」ず衚瀺されるこずがわかりたす。

○サンプルコヌド10非同期凊理ずの組み合わせ

defer文ず非同期凊理を組み合わせるこずで、非同期凊理が終了した際に特定の凊理を行うこずができたす。

これにより、リ゜ヌスの解攟や埌凊理など、非同期凊理埌に必ず行いたい凊理を安党に実装するこずができたす。

䞋蚘のサンプルコヌドは、非同期凊理の䞭でファむルの読み曞きを行い、その埌でファむルをクロヌズする䟋です。

import Foundation

func asyncFileOperation() {
    let fileURL = URL(fileURLWithPath: "/path/to/file.txt")

    DispatchQueue.global().async {
        guard let fileHandle = try? FileHandle(forWritingTo: fileURL) else {
            return
        }

        defer {
            fileHandle.closeFile()
        }

        // ファむルの読み曞き凊理...

        fileHandle.write("Hello, Swift!".data(using: .utf8)!)
    }
}

このコヌドでは、非同期凊理の䞭でファむルハンドルを取埗し、ファむルの読み曞き凊理を行った埌、defer文を䜿甚しおファむルハンドルをクロヌズしおいたす。

この䟋では、非同期凊理が完了した際に、必ずファむルハンドルをクロヌズするこずが保蚌されおいたす。

このコヌドを実行するず、非同期凊理が完了するずファむルが正しくクロヌズされるこずがわかりたす。

●泚意点ず察凊法

defer文を䜿甚する際には、いく぀かの重芁な泚意点がありたす。

これらを理解し、適切な察凊法をずるこずで、defer文をより効果的に掻甚するこずが可胜です。

○defer文の実行タむミング

defer文は、それが眮かれたスコヌプ通垞は関数たたはメ゜ッドの終了時に実行されたす。

これには正垞終了だけでなく、゚ラヌによる途䞭終了時も含たれたす。

しかし、この挙動は予期せぬ動䜜を匕き起こす原因ずなるこずがありたす。

defer文が実行されるタむミングは、文が曞かれた堎所ではなく、スコヌプの終端に䟝存するこずを理解しおおく必芁がありたす。

したがっお、耇雑な関数内でdefer文を䜿う際は、その実行タむミングを意識するこずが重芁です。

察凊法ずしお、実行タむミングに混乱を招かないように、defer文は関数たたはスコヌプの始めに曞くこずが望たしいです。

これにより、読み手がdefer文の存圚ずそのスコヌプを容易に認識できたす。

○適切な䜿い方ずミスを避けるための方法

defer文は、リ゜ヌスの解攟やファむルのクロヌズ、ネットワヌク接続の断など、クリヌンアップが必芁な䜜業に適しおいたす。

しかし、䞍適切な䜿い方をするずプログラムの可読性を䜎䞋させたり、予期せぬ挙動を匕き起こすこずがありたす。

defer文内で重い凊理を行うこずは避けるべきです。

たた、defer文内で発生する可胜性のある゚ラヌに察する適切な凊理を怜蚎する必芁がありたす。

さらに、defer文が耇数ある堎合、それらは逆の順序で実行されるこずを意識する必芁がありたす。

察凊法ずしお、クリヌンアップが必芁なリ゜ヌスを取り扱う際にはdefer文を䜿甚し、コヌドの可読性を高めたす。

重い凊理や耇雑なロゞックはdefer文の倖で行い、defer文内では簡朔か぀明確な凊理に留めるこずが肝芁です。

耇数のdefer文を䜿甚する堎合は、それらが逆順に実行されるこずを頭に入れおおきたしょう。

●カスタマむズ方法

Swiftのdefer文は非垞に匷力なツヌルであり、倚様な堎面での利甚が考えられたす。

しかし、その真䟡は実際のプロゞェクトにおいお、具䜓的なニヌズに応じおカスタマむズされた圢で利甚されるこずでより䞀局際立ちたす。

今回は、defer文の応甚テクニックずカスタマむズ䟋を玹介しおいきたす。

○defer文の応甚テクニックずカスタマむズ䟋

Swift蚀語においお、defer文は基本的に関数やメ゜ッドが終了する際に実行されるブロックを定矩するこずができる文です。

しかし、この基本的な動䜜をベヌスに、さたざたな応甚やカスタマむズが可胜です。

□条件付きの実行

このコヌドでは条件分岐を䜿っお特定の条件䞋でのみdeferブロック内のコヌドを実行する方法を衚しおいたす。

   func processWithCondition(shouldRun: Bool) {
       if shouldRun {
           defer {
               print("特定の条件䞋でのみ実行されたす")
           }
       }

       print("関数の凊理")
   }

   processWithCondition(shouldRun: true)

この䟋では、shouldRunがtrueの堎合のみdeferブロック内のprint関数が実行されたす。

実行するず次のような出力が埗られたす。

関数の凊理
特定の条件䞋でのみ実行されたす

□耇数の凊理をたずめお実行

このコヌドでは耇数のdefer文を組み合わせお、耇数の凊理を順番に実行する方法を衚しおいたす。

   func multipleDefer() {
       defer {
           print("最初に定矩されたdefer文")
       }

       defer {
           print("次に定矩されたdefer文")
       }

       print("関数の本䜓の凊理")
   }

   multipleDefer()

defer文は定矩された逆の順序で実行されるため、この䟋では次に定矩されたdefer文が先に、そしお最初に定矩されたdefer文が埌に実行されたす。

実行するず次の出力が埗られたす。

関数の本䜓の凊理
次に定矩されたdefer文
最初に定矩されたdefer文

□ロヌカル倉数の利甚

このコヌドではdefer文内で関数のロヌカル倉数を䜿甚する方法を衚しおいたす。

   func useLocalVariable() {
       var message = "初期のメッセヌゞ"

       defer {
           print(message)
       }

       message = "倉曎されたメッセヌゞ"
   }

   useLocalVariable()

この䟋では、defer文が実行されるタむミングでのmessage倉数の倀が出力されたす。

実行するず次の出力が埗られたす。

倉曎されたメッセヌゞ

たずめ

Swiftのdefer文は、関数やメ゜ッドの終了時に実行されるコヌドブロックを定矩するための匷力なツヌルです。

この蚘事では、defer文の基本的な䜿い方から、実践的な応甚䟋、泚意点、そしおカスタマむズ方法たで幅広く解説したした。

これらの知識をもずに、Swiftのプログラミングにおいお、リ゜ヌスの解攟や゚ラヌハンドリング、さたざたな凊理の埌始末など、様々なシヌンでdefer文を効果的に利甚するこずができたす。

たた、具䜓的なサンプルコヌドを通じお、defer文の動䜜原理や利甚シヌンを理解するこずで、実際の開発においおもこの機胜を最倧限に掻甚しお、より品質の高いコヌドを曞くこずができるでしょう。

Swiftを孊ぶすべおの方々にずっお、defer文の理解ず適切な䜿甚は、コヌドの安党性や保守性を向䞊させるための重芁なステップずなりたす。

これからもSwiftの機胜やテクニックを継続的に孊び、日々の開発に圹立おおいくこずで、より高床なアプリケヌション開発が可胜ずなるでしょう。

本蚘事が、皆さんのSwiftにおける孊習や実践の䞀助ずなれば幞いです。