コードを「書く」よりも「読む」ほうが重要!? “誰も教えてくれない”プログラムを「読む技術」とは？

プログラムを書くときもシステム開発をするときも、プログラムを読む機会が本当に多いからです。書いたプログラムのデバッグやテストは必ずありますし、他人の書いたプログラムを引き継ぐこともあります。現在はAIが書いたプログラムをもとに変更することもあるでしょう。

私の経験でも、プログラムを「書く」よりも「読む・修正する」時間の方が長かったように思います。プログラミングを仕事にする方にとっても、学ぶ方にとっても、プログラムを読む技術は本当に重要です。

プログラムを読む際には、プログラムの設計の全体像を理解することが必要です。一行ずつ文法的に読み取ることと、プログラム全体を設計的に読み取ることの両方が必要になります。

そうなのです。両者にはまず「設計」という点が共通しています。プログラム全体(設計)を読めるようになると、プログラムを書くときの設計技術が上達するのです。

バグ修正・デバック、機能追加・仕様変更、コードリファクタリング、他人のコードの引き継ぎといった場面では、プログラム全体の流れと設計を読むことが重要です。プログラムを修正する際に、設計をきちんと読み取らないと、思わぬバグを作り出してしまうこともあります。

教室で見ていると、文法は理解しているのにまとまったプログラムになると読めないという生徒さんが多いです。特にfor文（※特定の処理を決まった回数繰り返す命令文）やwhile文（※条件が満たされる間、処理を繰り返す命令文）といった繰り返し文や、関数に関する質問が多いです。

例えば、for文の繰り返しで「何を繰り返しているのか」「なぜそれを繰り返す必要があるのか」というプログラムの目的や設計の部分が理解できていないケースが多いです。

文法的にはif文（※条件分岐を行う命令文）やfor文がわかっていても、複数の機能が組み合わさったプログラム全体の設計や目的が理解できないと、読み取りができなくなってしまいます。これはプログラミングを始めたばかりの方に特によく見られる課題といえます。

プログラムを書いた人と読む人の考え方や目の付けどころ、意識にズレがあるためです。そのズレがどんなところで起こっているのかというと、次の7つの理由が考えられます。

最も大きな理由は、設計する際の考え方の違いです。同じ機能を実現するプログラムでも、プログラマーによって変数や関数の使い方が大きく異なるからです。

細かいところでは、繰り返し処理をするとき、for文とwhile文のどちらを使うかなど、人によって考え方が違います。設計における考え方の違いがプログラミングにそのまま表れるので、自分と違う考え方をすぐに読み取ることは難しいのです。

はい、それも主な理由として挙げられます。例えば、私はC言語から始めたので、main関数を作る習慣があり、switch文（※複数の条件分岐を一度に行う命令文）に慣れています。for文は0から9までのように数値で回すことが多いですね。

例えば、プログラミング入門書で取り上げられることの多い、「Hello, World!」と出力するプログラムを言語ごとに比較してみましょう。

他にもC言語ではクラス（※オブジェクト指向プログラミングの基本要素で、データと機能をまとめたもの）はありません。C++という言語でクラスを使えるようになります。

これらはPythonから始めた人には違和感があるでしょう。例えばPythonのfor文は、リストの中の要素を1つずつ取り出すような使い方をします。同じことをしているようでも考え方が違うので、読むときに違和感が生じることがあります。

プログラムを読み始める前に、プログラムを読むためのヒントを探すことが大切です。何をするためのプログラムなのか、どのような処理の流れになっているか、どのような部分や関数があるか、などを事前に把握してから読み始めると、読みやすくなります。

また、実際のプログラムと事前の理解を照らし合わせながら読むと、理解が進みやすいです。

まず、ドキュメントを探すことです。外部仕様書や詳細設計書があれば、それを読むことで、プログラムの目的や全体像を把握できます。これが最も正確なヒントになるはずです。

その場合は、プログラムを書いた人に直接質問するのが効果的です。プログラムを書いた本人に意図や構造を尋ねることで、多くの場合、自分でコードを解読するよりも短時間で正確に理解できます。

ドキュメントもなく、書いた人にも連絡が取れない場合は、プログラムを実行してみるという方法があります。実行結果を観察することで、プログラムの機能や処理の流れが見えてくることが多いです。

ファイル名やフォルダ構成、READMEファイルなど、さまざまな情報がヒントになることがあります。また、最近ではAIに聞くという方法も増えています。実際、イベントでプログラムの読み方について説明した際、ある参加者はChatGPTにプログラムの機能を尋ねていました。

プログラムの目的に基づいて、必要な入力、期待される出力、そして処理内容を事前に考えておくことが効果的です。例えば、タイムカードのプログラムならば、「打刻する」「集計する」という機能が必ず存在するはずです。タイムカードシステムの目的は、打刻したデータを蓄積し、勤務時間などを集計することだからです。

このような予測をしておくと、「打刻する部分はどこに実装されているか」「集計する処理はどの関数で行われているか」という視点でプログラムを確認できます。さらに詳細を掘り下げると、打刻機能には「誰が打刻するか選択する」「何の作業を打刻するか選択する」「誰、何、時刻を保存する」といった要素があるはずだ、という具合に読み進められます。

プログラムを読むときは、まず全体像を把握し、その後部分部分を理解していくことが大切です。具体的には主に3つのステップがあります。

まず第一に、メイン部を読みます。プログラム全体の流れを把握するために、まずメインの部分を見つけて読みます。メイン部分とは、プログラム全体の動きを書いた部分です。Pythonの場合はインデントされていない行で、関数定義（def）やライブラリ読み込み（import）などの準備コードを除いた部分です。C言語の場合はmain関数がそれにあたります。ここを読むことで、プログラム全体の流れや構造が見えてきます。

第二に、データ構造を読みます。全体で使われるグローバル変数（※プログラム全体から参照できる変数）や重要なデータ構造を理解します。これらはプログラムのコアな部分であることが多く、その目的や使われ方を理解することで、プログラムの動作原理が見えてきます。

グローバル変数にこそ設計の癖が現れることが多いです。どのような変数をグローバルに定義し、どのような役割を持たせているかを見ると、プログラマーの考え方やプログラムの構造がわかります。

第三に、部分ごとに読み解いていきます。メイン部分と重要なデータ構造を理解した後、プログラムを部分部分に分解して読み解いていきます。このように「全体」→「部分」→「一行ずつ」という順序で読むと、プログラムの細部まで理解できます。

一例として、上記の「数当てゲームのプログラム」で見てみましょう。まず、最初に探すメイン部は、4行目の以下が該当します。

上記の内容から、プログラム全体の処理を以下のように推測します。

推測内容をもとに、次はランダムに数字を決めているところを探していくという流れです。

短いブログラムであれば、細かい手順を踏む必要はないかもしれませんが、長いプログラムを一行ずつ最初から読んでいくと、全体の流れがわからず迷路の中を歩いているような感覚になりがちです。まずは全体像を掴み、そこから細部に入っていくことで、プログラムの構造と目的を理解しやすくなります。

まず、プログラムの目的をしっかりと把握することが重要です。何のためのプログラムなのか、何をするためのものなのかが分かれば、どんな部品があるのかを想像できます。例えば、先にも述べたタイムカードのプログラムなら、どのような設計であっても打刻と集計の機能があるはずです。

このようにプログラムの目的から想像される機能を考え、「この機能はどこに実装されているか」という視点でプログラムを読むと理解しやすくなります。

また、読みにくいプログラムの場合は、理解できない部分があっても全てを理解しようとせず、必要な部分に焦点を当てることも大切です。例えば、ライブラリ関数の内部実装まで理解しようとすると膨大な時間がかかります。その関数がどのような入力を受け取り、どのような出力を返すかという役割を理解するだけで十分な場合もあります。

AIはプログラミングの学習において非常に役立ちます。例えば、プログラムの読み方を練習したい場合、AIにプログラムを書かせて、それを読む練習をすることができます。

私も実際にChatGPTに「こんなことをしたいからプログラムを書いて」とお願いすると、プログラムだけでなく、各部分で何をしているかの説明も書いてくれました。ただ、それでは練習にならないと思い、「プログラムだけ書いて」とお願いしたら、説明なしでプログラムだけを生成してくれました。

さらにChatGPTに「わざと読みにくいプログラムを書いて」とお願いして、読解の練習に使うこともできます。これは特に読み方のトレーニングに効果的です。

また、読みにくいコードをAIに渡して、より読みやすく整理してもらうことで、元のコードと比較しながら読み方を学ぶこともできます。AIが書くプログラムは非常にきれいで読みやすいものが多いですので、リファクタリング前後のコードを比較することで、良いコードの特徴も学べます。

プログラミングの学び始めに、文法を習い、課題を解けるようになったのに、「プログラムを読めない」「自分でプログラムを書けない」という課題が多く見られます。なぜか考えていくと、「設計」にたどり着きました。

設計は、身につくまでの量に個人差がありますが、繰り返しの練習が必要です。ただ、プログラムの読み方を知ると、習得に必要な量を減らすことができます。『書くスキルも〜』の本の内容も参考にして、「設計を読む」「全体から読み始める」という考え方を知っていただけたらと思います。