技術

はじめに バッチ処理で大量のデータ変換を行う際、PostgreSQLのCTE（Common Table Expression、WITH句）を多用していた時期がありました。複雑な変換処理を段階的に分割できて、コードの見通しも良くなる便利な機能です。 しかし、実際の現場でCTEを使っているコードは意外と少ない。サブクエリや一時テーブルが使われているケースの方が圧倒的に多い印象です。 この記事では、実務でCTEを使って感じた強み・弱みと、「なぜ現場ではCTEが少ないのか」を考察します。特にPostgreSQL 12で大きく改善された最適化の仕組みについても解説します。 CTEの基本おさらい CTEはWITH句を使って一時的な結果セットを定義し、メインクエリから参照できる機能です。 WITH regional_sales AS ( SELECT region, SUM(amount) AS total_sales FROM orders GROUP BY region ) SELECT region, total_sales FROM regional_sales WHERE total_sales > 10000; サブクエリと似ていますが、名前をつけて再利用できる点が特徴です。変数のように扱えて、複雑なクエリを段階的に構築できます。 CTEの強みと弱み 強み 1. 可読性・保守性の向上 ネストしたサブクエリ地獄を回避できます。処理を論理的なステップに分割して、各ステップに名前をつけられるため、コードレビューやメンテナンスが格段に楽になります。 2. 再帰クエリが書ける WITH RECURSIVEを使えば、階層構造（組織図、カテゴリツリー）を扱えます。これはCTE独自の強みで、サブクエリでは実現できません。 3. 複数箇所から参照できる 同じCTEを複数回参照できます（ただし最適化の観点で注意が必要、後述）。サブクエリだと同じ処理を重複して書く必要があります。 4. デバッグしやすい 各CTEを個別に実行して中間結果を確認できます。サブクエリだと抜き出して実行するのが面倒です。 5. 変換処理の分離 SELECT句での複雑な計算を先にCTEで処理しておけます。WHERE句で使いたいけど計算が複雑な場合に便利です。 弱み 1. 親クエリのパラメータを参照できない サブクエリなら外側の列を参照できる（相関サブクエリ）のに対し、CTEは独立しているため参照できません。 -- サブクエリなら可能 SELECT * FROM orders o WHERE amount > (SELECT AVG(amount) FROM orders WHERE region = o.region); -- CTEでは不可能（外側のo.regionを参照できない） 2. 大量データ・長時間処理には不向き メモリ上に保持されるため、巨大データだと辛い。一時テーブルならインデックスを作成したり統計情報を活用できます。 実際、バッチ処理で数百万行のデータを扱う際、CTEよりも一時テーブルの方がパフォーマンスが良いケースが多かったです。 3. PostgreSQL 11以前は「最適化バリア」になる これが最大の問題でした。次のセクションで詳しく解説します。 ...

はじめに Todoアプリを使っていると、毎日・毎週繰り返す定型タスクの登録が面倒に感じることはありませんか？ 「毎朝のルーチン」「週次ミーティングの準備タスク」など、同じタスクセットを何度も手入力するのは非効率です。この記事では、相対時間を使ったプリセット機能の実装方法を紹介します。 実装したアプリのソースコード: https://github.com/your-repo (適宜修正してください) 問題：絶対時間で期限を保存すると使い回せない 一般的なTodoアプリでプリセット機能を実装する場合、以下のような設計になりがちです： // ❌ よくある実装（絶対時間） interface PresetTask { text: string; dueDate: Date; // 2026-02-08 09:00:00 } この設計の問題点： プリセット作成時の日時が保存される 翌日読み込むと「昨日の9時」が期限になってしまう 毎回手動で期限を修正する必要がある 解決策：相対時間（dueHoursOffset）で管理する 代わりに、「今から何時間後」という相対的な時間で期限を管理します： // ✅ 相対時間ベースの設計 export interface PresetTask { id: string; text: string; priority?: Priority; dueHoursOffset?: number; // 現在時刻からの相対時間（時間単位） checklist?: string[]; } export interface Preset { id: string; name: string; tasks: PresetTask[]; createdAt: Date; } 公式ドキュメント: date-fns addHours: https://date-fns.org/v4.1.0/docs/addHours 実装の全体像 1. プリセット作成時の実装 プリセット編集画面では、期限を「現在時刻から何時間後」として入力します： // screens/PresetEditScreen.tsx const TaskInputRow = ({ item, index, onTaskTextChange, onDueHoursOffsetChange, // ... }: { item: PresetTask; index: number; onTaskTextChange: (index: number, text: string) => void; onDueHoursOffsetChange: (index: number, value: string) => void; // ... }) => { return ( <Card style={styles.taskCard}> <View style={styles.taskInputRow}> <TextInput label={`タスク ${index + 1}`} value={item.text} onChangeText={text => onTaskTextChange(index, text)} mode="outlined" style={styles.taskTextInput} autoComplete="off" autoCorrect={false} /> <TextInput label="期限(時間)" value={item.dueHoursOffset?.toString() || ''} onChangeText={value => { // 数字以外を除去 const filteredValue = value.replace(/[^0-9]/g, ''); onDueHoursOffsetChange(index, filteredValue); }} keyboardType="numeric" mode="outlined" style={styles.dueOffsetInput} /> </View> {/* ... */} </Card> ); }; ポイント: ...

背景 約900行に肥大化したmypackage.elを整理し、機能ごとにファイル分割してメンテナンス性を向上させるリファクタリングを実施した。 課題 単一ファイルの肥大化: mypackage.elが900行超えで見通しが悪い 機密情報の混在: API keyがコード内に散在 使っていない設定: コメントアウトされた設定が残存 パッケージの把握困難: 何を使っているか不明瞭 新しいディレクトリ構成 dotfiles/emacs/ ├── init.el # エントリーポイント ├── early-init.el # 起動高速化 ├── core/ │ ├── env.el # 環境変数・基本設定 │ ├── custom.el # UI基本設定 │ ├── keymap.el # キーバインド │ └── util.el # ユーティリティ関数 ├── packages/ │ ├── manager.el # straight.el設定 │ ├── core.el # 基盤パッケージ │ ├── completion.el # 補完系 (Vertico, Corfu) │ ├── search.el # 検索系 (Consult, Embark) │ ├── git.el # Magit等 │ ├── lsp.el # Eglot等 │ ├── languages.el # 言語別設定 │ ├── ai.el # GPTel, Ollama │ ├── writing.el # Denote, Org, Markdown │ ├── ui.el # テーマ、アイコン │ └── optional.el # たまに使うもの ├── templates/ # Tempelテンプレート └── docs/ └── README.md 重要な学び: require vs load 問題: requireでパッケージが読み込まれない 当初、init.elで(require 'completion)のように読み込んでいたが、以下の問題が発生: ...

1. 概要 1.1 ゲームコンセプト 「三竦（さんすくみ）」は、犬・猿・雉の三すくみ関係を利用した追跡型対戦ゲーム。プレイヤーは召喚獣を配置して相手を攻撃しつつ、敵の召喚獣から逃げ切る戦略性とアクション性を兼ね備えたリアルタイムバトルゲーム。 1.2 コアメカニクス 三すくみ関係: 犬 → 猿 → 雉 → 犬 追跡システム: 召喚獣は相手プレイヤーを自動追跡 相性バトル: 有利な召喚獣は相手を一方的に倒す 戦略的配置: 召喚位置とタイミングが勝敗を分ける 1.3 開発目標 シンプル: ルールが3分で理解できる 完成優先: 1ヶ月以内にプレイアブル版完成 Android専用: Expo使用、まずCPU対戦のみ 2. ゲーム仕様 2.1 基本ルール 勝利条件 HP制: 各プレイヤーHP 3 制限時間: 3分 勝敗判定: 相手のHPを0にした方が勝ち 3分経過時、HP多い方が勝ち 同点の場合は引き分け ゲームフロー graph TD A[ゲーム開始] --> B[3分タイマー開始] B --> C{ゲーム中} C --> D[プレイヤー移動] C --> E[召喚獣配置] C --> F[召喚獣追跡] F --> G{当たり判定} G -->|当たった| H[HP-1] G -->|外れた| C H --> I{HP=0?} I -->|Yes| J[ゲーム終了] I -->|No| C C --> K{3分経過?} K -->|Yes| J K -->|No| C J --> L[リザルト表示] 2.2 召喚獣仕様 三すくみ関係 graph LR A[犬] -->|勝つ| B[猿] B -->|勝つ| C[雉] C -->|勝つ| A パラメータ表 召喚獣 速度 寿命 クールダウン 特性 犬 🐕 速い 10秒 10秒 素早く追跡、短命 猿 🐒 中速 10秒 10秒 バランス型 雉 🐦 遅い 10秒 10秒 遅いが長持ち 共通ルール: ...

2.1 プロジェクト構造 go-network-programming/ ├── go.mod ├── go.sum ├── main.go ├── packet.go ├── node.go ├── link.go ├── network_stats.go # 新規追加 └── bandwidth_limiter.go # 新規追加 この章では、ネットワークに時間の概念を本格的に導入します。実際のネットワークのように、帯域幅制限、パケット処理時間、スループット測定を実装し、大きなファイルの送信をシミュレートします。 2.2 ネットワーク統計の追加 ネットワークの性能を測定するための統計機能を追加します。 ファイル名: ./network_stats.go package main import ( "fmt" "sync" "time" ) // NetworkStats はネットワークの統計情報を管理する // 実際のネットワークモニタリングツールのような機能を提供 type NetworkStats struct { mu sync.RWMutex startTime time.Time totalPacketsSent int64 totalPacketsRecv int64 totalBytesSent int64 totalBytesRecv int64 packetLossCount int64 lastUpdateTime time.Time } // NewNetworkStats は新しい統計オブジェクトを作成 func NewNetworkStats() *NetworkStats { return &NetworkStats{ startTime: time.Now(), lastUpdateTime: time.Now(), } } // RecordSentPacket は送信パケットを記録 func (ns *NetworkStats) RecordSentPacket(packet *Packet) { ns.mu.Lock() defer ns.mu.Unlock() ns.totalPacketsSent++ ns.totalBytesSent += int64(packet.Size) ns.lastUpdateTime = time.Now() } // RecordReceivedPacket は受信パケットを記録 func (ns *NetworkStats) RecordReceivedPacket(packet *Packet) { ns.mu.Lock() defer ns.mu.Unlock() ns.totalPacketsRecv++ ns.totalBytesRecv += int64(packet.Size) ns.lastUpdateTime = time.Now() } // RecordPacketLoss はパケット損失を記録 func (ns *NetworkStats) RecordPacketLoss() { ns.mu.Lock() defer ns.mu.Unlock() ns.packetLossCount++ ns.lastUpdateTime = time.Now() } // GetThroughput は現在のスループットを計算（bps: bits per second） func (ns *NetworkStats) GetThroughput() float64 { ns.mu.RLock() defer ns.mu.RUnlock() duration := time.Since(ns.startTime).Seconds() if duration == 0 { return 0 } // バイト数をビット数に変換（1バイト = 8ビット） totalBits := float64(ns.totalBytesSent) * 8 return totalBits / duration } // GetPacketLossRate はパケット損失率を計算（0.0-1.0） func (ns *NetworkStats) GetPacketLossRate() float64 { ns.mu.RLock() defer ns.mu.RUnlock() if ns.totalPacketsSent == 0 { return 0.0 } return float64(ns.packetLossCount) / float64(ns.totalPacketsSent) } // Print は統計情報を表示 func (ns *NetworkStats) Print() { ns.mu.RLock() defer ns.mu.RUnlock() duration := time.Since(ns.startTime) throughputBps := ns.GetThroughput() throughputKbps := throughputBps / 1000 lossRate := ns.GetPacketLossRate() * 100 fmt.Printf("=== Network Statistics ===\n") fmt.Printf("Duration: %v\n", duration.Round(time.Millisecond)) fmt.Printf("Packets Sent: %d\n", ns.totalPacketsSent) fmt.Printf("Packets Received: %d\n", ns.totalPacketsRecv) fmt.Printf("Bytes Sent: %d\n", ns.totalBytesSent) fmt.Printf("Bytes Received: %d\n", ns.totalBytesRecv) fmt.Printf("Throughput: %.2f Kbps\n", throughputKbps) fmt.Printf("Packet Loss Rate: %.2f%%\n", lossRate) fmt.Printf("=========================\n") } 2.3 帯域幅制限機能の実装 実際のネットワークのように、帯域幅制限を実装します。 ...

3.1 プロジェクト構造 go-network-programming/ ├── go.mod ├── go.sum ├── main.go ├── packet.go ├── node.go ├── link.go ├── network_stats.go ├── bandwidth_limiter.go ├── mac_address.go # 新規追加 ├── ethernet_frame.go # 新規追加 └── switch.go # 新規追加 この章では、スイッチを実装して複数のノードを接続できるローカルネットワークを構築します。また、MACアドレスを導入してイーサネットレベルでの通信を実現します。 3.2 MACアドレスの実装 MACアドレス（Media Access Control Address）は、ネットワークインターフェースの物理アドレスです。 ファイル名: ./mac_address.go package main import ( "fmt" "math/rand" "strconv" "strings" ) // MACAddress はMAC（Media Access Control）アドレスを表現する // 実際のイーサネットで使用される6バイトの物理アドレス type MACAddress struct { bytes [6]byte // 6バイトのMACAアドレス（例：aa:bb:cc:dd:ee:ff） } // NewMACAddress は指定されたバイト配列からMACアドレスを作成 func NewMACAddress(bytes [6]byte) MACAddress { return MACAddress{bytes: bytes} } // ParseMACAddress は文字列からMACアドレスを解析 // 例：ParseMACAddress("aa:bb:cc:dd:ee:ff") func ParseMACAddress(s string) (MACAddress, error) { parts := strings.Split(s, ":") if len(parts) != 6 { return MACAddress{}, fmt.Errorf("invalid MAC address format: %s", s) } var mac MACAddress for i, part := range parts { val, err := strconv.ParseUint(part, 16, 8) if err != nil { return MACAddress{}, fmt.Errorf("invalid hex value in MAC address: %s", part) } mac.bytes[i] = byte(val) } return mac, nil } // RandomMACAddress はランダムなMACアドレスを生成 // ユニキャスト、ローカル管理アドレスとして生成 func RandomMACAddress() MACAddress { var mac MACAddress for i := 0; i < 6; i++ { mac.bytes[i] = byte(rand.Intn(256)) } // ユニキャスト（LSBを0に）、ローカル管理（2番目のLSBを1に）に設定 mac.bytes[0] = (mac.bytes[0] & 0xFC) | 0x02 return mac } // String はMACアドレスの文字列表現を返す func (mac MACAddress) String() string { return fmt.Sprintf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", mac.bytes[0], mac.bytes[1], mac.bytes[2], mac.bytes[3], mac.bytes[4], mac.bytes[5]) } // Equals は2つのMACアドレスが等しいかチェック func (mac MACAddress) Equals(other MACAddress) bool { return mac.bytes == other.bytes } // IsUnicast はユニキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsUnicast() bool { return (mac.bytes[0] & 0x01) == 0 } // IsBroadcast はブロードキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsBroadcast() bool { return mac.bytes == [6]byte{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF} } // IsMulticast はマルチキャストアドレスかチェック func (mac MACAddress) IsMulticast() bool { return (mac.bytes[0] & 0x01) == 1 && !mac.IsBroadcast() } // BroadcastMAC はブロードキャストMACアドレスを返す func BroadcastMAC() MACAddress { return MACAddress{bytes: [6]byte{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}} } 3.3 イーサネットフレームの実装 MACアドレスを含むイーサネットフレーム構造を実装します。 ...

参考・インスピレーション元 この教材は以下のサイトの構成を参考に、Go言語での実装として新たに構築したものです： CoNeCo｜コンピュータネットワーク with Colab: https://www.conecolab.com/ 作者：中山悠（東京農工大学准教授） ライセンス：CC-BY-SA Google Colabを使用したPython実装によるネットワーク学習教材 本教材は上記の教育アプローチにインスピレーションを受けつつ、Go言語での独自実装として作成しています。 Go言語でネットワークプログラミングを学ぶ 第0章：環境構築とネットワーク基礎概念 0.1 環境構築 # Go 1.21以上をインストール go version # プロジェクト初期化 mkdir go-network-programming cd go-network-programming go mod init go-network-programming # 必要なパッケージ go get github.com/google/uuid go get gonum.org/v1/gonum/graph 0.2 なぜGo言語なのか？ ネットワークプログラミングにおけるGo言語の利点： 並行処理のサポート：goroutineによる軽量な並行処理 型安全性：プロトコルの違いをコンパイル時に検証 シンプルな文法：複雑な仕様を直感的なコードで表現 標準ライブラリ：充実したネットワーク関連パッケージ 0.3 学習対象の基本概念 ノード (Node) ネットワーク上のデバイス（PC、スマートフォン、ルーターなど） パケットを送受信する機能 一意のアドレスを持つ リンク (Link) ノード間の接続 帯域幅、遅延、エラー率などの特性を持つ 双方向または単方向の通信 パケット (Packet) ネットワークで転送される情報の単位 ヘッダとペイロードから構成 プロトコル層によって内容が変化 0.4 基本アーキテクチャの設計 // ネットワークエンティティの基本インターフェース type NetworkEntity interface { ID() string String() string } // パケット処理のインターフェース type PacketHandler interface { Send(packet Packet, destination string) error Receive() <-chan Packet } // アドレス管理のインターフェース type Addressable interface { Address() Address SetAddress(addr Address) } 0.5 学習計画 第1章: 基本要素の実装 (Node, Link, Packet) 第2章: 時間と並行性の導入 第3章: スイッチングとMACアドレス 第4章: MACアドレス学習とループ回避 第5章: IPパケットとルーティング 第6章: 動的ルーティングプロトコル 第7章: レイヤ化とカプセル化 第8章: アドレス解決プロトコル 第9章: 動的IPアドレス設定とNAT 第10章: TCP接続の確立 第11章: 確認応答と再送制御 第12章: 輻輳制御とウィンドウ制御 第13章: QoSと優先制御 第14章: アプリケーション層プロトコル 第15章: セキュリティと暗号化 0.6 評価ポイント 各章で以下の観点から実装を評価します： ...

第1章：ネットワークの基本要素 - Node、Link、Packet 1.1 プロジェクト構造 go-network-programming/ ├── go.mod ├── go.sum ├── main.go ├── packet.go ├── node.go └── link.go この章では、ネットワークの基本的な構成要素であるノード、リンク、パケットをGo言語で実装します。実際のネットワーク機器と同じように、複数のプロセスが並行して動作し、channelを通じてパケットを送受信する仕組みを構築します。 1.2 パケットの実装 パケットは、ネットワークで送信される情報の基本単位です。送信元、宛先、データ本体、タイムスタンプなどの情報を含みます。 ファイル名: ./packet.go package main import ( "fmt" "time" "github.com/google/uuid" ) // Packet はネットワークで送信される基本単位を表現する // 実際のTCP/IPパケットのように、ヘッダ情報とペイロードを持つ type Packet struct { ID string // パケットの一意識別子 Source string // 送信元ノードの名前 Destination string // 宛先ノードの名前 Data []byte // 実際のデータ（ペイロード） Size int // データサイズ（バイト） Timestamp time.Time // パケット生成時刻 } // NewPacket は新しいパケットを生成する // 実際のネットワークスタックでパケットが生成される処理を模倣 func NewPacket(source, destination string, data []byte) *Packet { return &Packet{ ID: uuid.New().String(), Source: source, Destination: destination, Data: data, Size: len(data), Timestamp: time.Now(), } } // String はパケットの文字列表現を返す（デバッグ用） func (p *Packet) String() string { return fmt.Sprintf("Packet{ID: %s, From: %s, To: %s, Size: %d bytes}", p.ID[:8], p.Source, p.Destination, p.Size) } 1.3 ノードの実装 ノードは、ネットワーク上のデバイス（PC、スマートフォン、ルーターなど）を表現します。パケットの送受信機能を持ち、複数のリンクに接続できます。 ...