ライブラリ（再利用できる部品集）

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ライブラリとは

ライブラリとは、よく使う機能（関数やクラス）を部品としてまとめ、いろいろなプログラムから再利用できるようにしたものです。関数とは「ある処理に名前を付けて呼び出せるようにしたかたまり」、クラスとは「データと処理をひとまとめにした設計図」のことです。

例えば「平方根を計算する」「日付を整形する」「インターネット通信をする」といった処理は多くのプログラムで必要になります。これらを毎回ゼロから書くのは大変なので、すでに用意された部品を呼び出して使うわけです。

身近な例で考えると、料理の市販ソースに似ています。出汁やソースを毎回一から作らなくても、できあいの製品を使えば短時間でおいしい料理が作れます。ライブラリも同じで、完成した部品を組み合わせることで開発を速く・確実にできます。

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静的/動的の違い

ライブラリの取り込み方には大きく2種類あります。ここでビルドとは「書いたコードを実行できるファイルに変換する作業」のことです。
・静的ライブラリ：ビルド時に部品を実行ファイルの中に組み込む方式
・動的ライブラリ：実行時に部品を外部から読み込み、複数のプログラムで共有する方式

静的は1つのファイルで完結するため配布が簡単ですが、同じ部品が複数のプログラムに重複し、ファイルが大きくなります。動的は部品を1つだけ置いて使い回せるためメモリやディスクを節約できますが、その部品ファイルが無いと動かない、という弱点もあります。

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フレームワークとの違い

ライブラリとよく似た言葉にフレームワーク（＝アプリ開発の土台となる骨組み）があります。両者の最大の違いは「どちらが主導権（制御）を握るか」です。
・ライブラリ：開発者が必要なときに呼び出して使う部品（主導権は自分側）
・フレームワーク：決められた枠組みに沿ってコードを書く（主導権はフレームワーク側）

フレームワークでは、自分のコードを「いつ呼ぶか」を決めるのはフレームワーク側です。このように主導権が逆転する仕組みを制御の反転（IoC＝Inversion of Control）と呼びます。

身近な例で考えると、ライブラリは自分で具材を選んで作る手作り料理、フレームワークは穴を埋めるだけのレシピキットのようなものです。後者は決められた手順に従う代わりに、土台ができている分すばやく完成させられます。

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なぜライブラリを使うのか

ライブラリを使う理由は「車輪の再発明をしないため」です。車輪の再発明とは、すでに誰かが作って使えるものを、また一から作り直すことのたとえです。

たとえば「日付を〇〇年〇〇月〇〇日の形式に変換する」処理は、どのアプリでも必要になりえます。これを毎回ゼロから書くと、時間がかかるうえ、バグ（不具合）が入り込むリスクがあります。世界中の人が使い、バグを修正してきたライブラリを呼び出すほうが、はるかに速くて安心です。
・開発速度が上がる：すでに完成した部品を組み合わせるだけでよい
・信頼性が高い：多くの人が使い、長期間かけてバグが直されている
・本来の目的に集中できる：「アプリ独自の機能を作る」ことだけに時間を使える

これがライブラリを使う最大の理由です。「道具（ライブラリ）を賢く使う」こと自体が、エンジニアの大切なスキルの一つです。

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よく使われるライブラリの例

ライブラリは目的ごとに無数に存在します。プログラミング言語ごとに代表的なものがあり、自分で探して組み合わせて使います。用途の例をいくつか挙げます。

これらはほんの一例です。使いたい機能のライブラリをインターネットで探して取り込む（＝インストールする）のが現代の開発スタイルです。自分でゼロから書くより、「適切な部品を見つけて使いこなす力」がとても大切になります。

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練習問題