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TypeScriptでのCommonJSモジュール構成：module.exportsとrequireの基本的な使い方

TypeScript

TypeScriptにおいて、モジュールの管理は大規模なアプリケーション開発において非常に重要です。JavaScriptの初期段階ではモジュール化の仕組みがなく、コードの再利用や分割が困難でしたが、CommonJSという仕様により、Node.js環境を中心にモジュールシステムが普及しました。TypeScriptでもこのCommonJSを利用することで、簡単にモジュールを管理し、複雑なアプリケーションを効率的に構築できます。本記事では、TypeScriptでのCommonJSモジュールシステムの基本的な使い方を中心に、module.exportsとrequireを用いたモジュールのエクスポートとインポートの方法を解説していきます。

目次
  1. CommonJSとは
    1. CommonJSの特徴
  2. `module.exports`の基本的な使い方
    1. シンプルなエクスポートの例
    2. 複数の機能をエクスポートする場合
  3. `require`の基本的な使い方
    1. シンプルなモジュールのインポート
    2. オブジェクトのインポート
    3. パス指定の注意点
  4. `module.exports`と`exports`の違い
    1. 基本的な違い
    2. `module.exports`の上書き例
    3. 使い分けのポイント
  5. TypeScriptでのCommonJSの設定方法
    1. TypeScriptでの`tsconfig.json`の設定
    2. TypeScriptファイルのコンパイル
    3. 実際の使用例
    4. Node.jsでの実行
  6. CommonJSモジュールとESモジュールの違い
    1. CommonJSの特徴
    2. ESモジュール（ESM）の特徴
    3. モジュールシステムの主な違い
    4. 使い分けのポイント
    5. TypeScriptでの選択
  7. モジュールのスコープとキャッシング
    1. モジュールのスコープ
    2. モジュールのキャッシング
    3. キャッシングの影響と考慮点
    4. キャッシュをリセットする方法
  8. 実際のコード例：モジュールのエクスポートとインポート
    1. モジュールのエクスポート例
    2. モジュールのインポート例
    3. モジュールの単一エクスポート例
    4. モジュールの動作確認
    5. まとめ
  9. エラーハンドリングとデバッグ
    1. よくあるエラーとその原因
    2. デバッグのテクニック
    3. まとめ
  10. 応用例：複数のファイル間でのモジュールの共有
    1. プロジェクト構造の例
    2. モジュール間での共有：`math.js`
    3. ログ機能のモジュール：`logger.js`
    4. モジュールを共有して使用する：`app.js`
    5. モジュール共有の利点
    6. 応用例：モジュールの拡張
    7. まとめ
  11. まとめ

CommonJSとは

CommonJSとは、JavaScriptのモジュール化のために作られた標準仕様です。この仕様により、開発者はコードを分割し、再利用可能なモジュールとして管理することが可能になります。特に、サーバーサイドJavaScriptの実行環境であるNode.jsで採用されており、モジュールを他のファイルにエクスポートしたり、他のモジュールをインポートするための仕組みを提供しています。

CommonJSの特徴

  • 同期的なモジュール読み込み：モジュールはrequireを使って同期的に読み込まれ、コードの実行順序が保証されます。
  • シンプルな構文：エクスポートはmodule.exports、インポートはrequireを使うだけで簡単に行えます。
  • サーバーサイドでの利用：ブラウザ環境ではESモジュールが主流ですが、サーバーサイドでは今でもCommonJSが多く使われています。

このように、CommonJSはNode.jsを中心に広く利用されており、JavaScriptのモジュール管理を効率的に行うための基本的なフレームワークです。

`module.exports`の基本的な使い方

module.exportsは、CommonJSモジュールシステムにおいてモジュールを外部に公開するために使用されるオブジェクトです。これにより、他のファイルがこのモジュールの機能を利用できるようになります。

シンプルなエクスポートの例

以下の例は、数値を2倍にする関数をエクスポートする方法です。

// double.js
function double(num) {
    return num * 2;
}

module.exports = double;

このコードでは、doubleという関数がmodule.exportsを使ってエクスポートされています。これにより、他のファイルからdoubleを利用できるようになります。

複数の機能をエクスポートする場合

module.exportsには1つのオブジェクトを割り当てることができます。そのため、複数の関数やオブジェクトをエクスポートしたい場合は、次のようにオブジェクトとしてまとめてエクスポートします。

// math.js
function add(a, b) {
    return a + b;
}

function subtract(a, b) {
    return a - b;
}

module.exports = {
    add,
    subtract
};

このようにすることで、複数の関数や値を1つのモジュールとしてエクスポートできます。

module.exportsは、TypeScriptでも同様に使われ、関数やオブジェクトを外部から利用可能にするための重要な構文です。

`require`の基本的な使い方

requireは、CommonJSモジュールシステムにおいてモジュールをインポートするために使用される関数です。これを使うことで、他のファイルに定義された関数やオブジェクトを自分のコード内で利用することができます。

シンプルなモジュールのインポート

例えば、前述のdouble.jsファイルでエクスポートされた関数をインポートして使う場合は、以下のようにします。

// main.js
const double = require('./double');

console.log(double(5));  // 出力: 10

この例では、requireを使ってdouble.jsから関数をインポートし、その関数を使って数値を2倍にしています。requireにはモジュールのパスを渡す必要があり、相対パス（例：./double）で指定します。

オブジェクトのインポート

複数の機能をエクスポートしているモジュールの場合、インポートする際はオブジェクトのプロパティとして関数にアクセスします。

// main.js
const math = require('./math');

console.log(math.add(3, 4));       // 出力: 7
console.log(math.subtract(10, 6)); // 出力: 4

このように、math.jsファイルでエクスポートされたaddやsubtract関数に、requireでインポートしたオブジェクトを通じてアクセスできます。

パス指定の注意点

  • 相対パス：モジュールのパスを指定する際には、./や../を使って相対パスを指定します。相対パスが正しく指定されないと、requireはモジュールを正しく読み込むことができません。
  • 絶対パス：node_modulesディレクトリ内のパッケージなどは、パス指定なしでインポートすることが可能です。

requireは非常にシンプルかつ強力な機能を提供し、コードのモジュール化と再利用を容易にします。

`module.exports`と`exports`の違い

module.exportsとexportsはどちらもCommonJSモジュールでモジュールをエクスポートするために使用されますが、両者には重要な違いがあります。この違いを理解することで、エクスポートの方法を柔軟にコントロールすることができます。

基本的な違い

exportsは、module.exportsのショートカットとして使われるエイリアスです。つまり、exportsとmodule.exportsは最初は同じオブジェクトを参照しています。しかし、module.exportsは新しいオブジェクトを代入することができるのに対し、exportsはそのままでは新しいオブジェクトに置き換えることができません。

例えば、次のように書いた場合、両者は同じオブジェクトを指します。

// myModule.js
exports.greet = function() {
    return 'Hello!';
};

// 上記は次と同じ意味
module.exports.greet = function() {
    return 'Hello!';
};

しかし、module.exportsに新しい値を代入する場合、exportsのエイリアスは機能しなくなります。

`module.exports`の上書き例

module.exportsに直接新しいオブジェクトや関数を代入することができますが、この場合、exportsは使えなくなります。

// 正しい使い方
module.exports = function() {
    return 'Exported function';
};

// 誤った使い方
exports = function() {
    return 'This will not work';
};

上記の例で、module.exportsに関数を代入している場合は、このモジュールはその関数のみをエクスポートします。一方、exports = ...で新しい値を直接代入しようとしても、それはmodule.exportsを上書きしないため、エクスポートされません。

使い分けのポイント

  • module.exportsを使う場合：モジュール全体を関数やオブジェクトとしてエクスポートしたいとき。
  • exportsを使う場合：既存のmodule.exportsオブジェクトにプロパティやメソッドを追加する場合。

理解しておくべき重要な点は、exportsは単なるショートカットであり、最終的にモジュールがエクスポートするものは常にmodule.exportsであるということです。この違いを理解することで、より柔軟にモジュールのエクスポートを設計できます。

TypeScriptでのCommonJSの設定方法

TypeScriptは、JavaScriptのスーパーセットであり、CommonJSモジュールシステムをサポートしています。しかし、TypeScriptでCommonJSを使用するには、プロジェクトの設定を正しく行う必要があります。TypeScriptでは、コンパイルされたJavaScriptファイルのモジュール形式を指定するためにtsconfig.jsonファイルを利用します。

TypeScriptでの`tsconfig.json`の設定

TypeScriptプロジェクトでCommonJSモジュールを使用する場合、まずtsconfig.jsonファイルを設定します。特に重要なのがmoduleオプションで、これをcommonjsに設定する必要があります。

{
  "compilerOptions": {
    "module": "commonjs",  // CommonJSモジュールを使用
    "target": "es5",       // ES5にトランスパイル
    "outDir": "./dist",    // 出力ディレクトリ
    "rootDir": "./src",    // ソースディレクトリ
    "strict": true         // 厳密な型チェック
  },
  "include": ["src/**/*.ts"]  // コンパイル対象のファイル
}

この設定では、TypeScriptコードをコンパイルすると、CommonJSモジュール形式で出力されます。具体的には、各モジュールのエクスポートはmodule.exports形式に変換され、他のモジュールの読み込みはrequire形式になります。

TypeScriptファイルのコンパイル

上記の設定を行った後、TypeScriptコードをコンパイルするためには、以下のコマンドを実行します。

tsc

これにより、srcフォルダ内の.tsファイルがCommonJS形式のJavaScriptに変換され、distフォルダに出力されます。

実際の使用例

TypeScriptファイルが次のような場合：

// src/math.ts
export function add(a: number, b: number): number {
    return a + b;
}

コンパイル後は以下のように変換されます。

// dist/math.js
"use strict";
Object.defineProperty(exports, "__esModule", { value: true });
exports.add = void 0;
function add(a, b) {
    return a + b;
}
exports.add = add;

この変換結果では、TypeScriptのexportがCommonJSのexportsに変換され、モジュールシステムが動作するようになります。

Node.jsでの実行

TypeScriptをCommonJS形式でコンパイルした後、Node.js環境でそのモジュールを読み込むことが可能です。次のようにrequireを使ってモジュールを読み込みます。

const math = require('./dist/math');
console.log(math.add(2, 3));  // 出力: 5

これにより、TypeScriptとCommonJSをシームレスに統合して利用できる環境が整います。

CommonJSモジュールとESモジュールの違い

JavaScriptには、主に2つのモジュールシステムがあります。それがCommonJSとESモジュール（ESM）です。それぞれのモジュールシステムは異なる目的と構文を持ち、特にNode.jsやブラウザの環境で使い分けが行われています。TypeScriptでは、両方のモジュールシステムをサポートしていますが、システムごとの特徴を理解しておくことが重要です。

CommonJSの特徴

  • モジュールのインポート/エクスポート：requireとmodule.exportsを使用してモジュールをインポート、エクスポートします。
  • 同期的な読み込み：モジュールはコード実行時に同期的に読み込まれ、すぐに使えるようになります。
  • Node.jsでの使用：CommonJSはNode.jsのデフォルトのモジュールシステムで、サーバーサイドJavaScriptの標準として広く採用されています。
// CommonJS形式のインポート
const math = require('./math');
console.log(math.add(1, 2));  // 出力: 3

ESモジュール（ESM）の特徴

  • モジュールのインポート/エクスポート：importとexportを使用します。これはES6（ECMAScript 2015）で導入された標準的なモジュールシステムです。
  • 非同期的な読み込み：モジュールは非同期で読み込まれ、モジュール内の依存関係も自動的に解決されます。
  • ブラウザと互換性あり：ESモジュールはブラウザネイティブでも動作し、クライアントサイドでのモジュール管理にも適しています。
// ESモジュール形式のインポート
import { add } from './math.js';
console.log(add(1, 2));  // 出力: 3

モジュールシステムの主な違い

特徴CommonJSESモジュール (ESM)
エクスポート方法module.exportsexport
インポート方法require()import
読み込みタイミング同期的非同期的
使用環境主にNode.jsNode.js、ブラウザ対応
トップレベルのthisグローバル (this)未定義 (undefined)
モジュールのキャッシュデフォルトでキャッシュ同じ

使い分けのポイント

  • Node.js環境での開発：既存の多くのNode.jsプロジェクトではCommonJSが採用されています。そのため、互換性を重視する場合や、サーバーサイド中心のプロジェクトではCommonJSを使用することが一般的です。
  • モダンなブラウザ対応：ESモジュールはブラウザ対応が良いため、フロントエンド開発やモダンなJavaScriptアプリケーションではESモジュールを採用することが推奨されます。
  • 非同期読み込みが必要な場合：ESモジュールは非同期的にモジュールを読み込むため、非同期処理が必要な場合に最適です。

TypeScriptでの選択

TypeScriptでは、tsconfig.jsonのmoduleオプションを設定することで、どちらのモジュールシステムも使用可能です。CommonJSであればcommonjs、ESモジュールであればesnextやes6を指定します。

{
  "compilerOptions": {
    "module": "esnext",  // ESモジュール形式でコンパイル
    "target": "es6"
  }
}

この違いを理解することで、TypeScriptを使用したプロジェクトにおいて適切なモジュールシステムを選択し、プロジェクトの構造を最適化することができます。

モジュールのスコープとキャッシング

CommonJSモジュールシステムにおいて、モジュールのスコープとキャッシングは重要な概念です。これらはモジュールの再利用性やパフォーマンスに大きく影響を与えます。特にNode.jsのような環境で、多くのファイル間でモジュールを共有する場合、これらの挙動を理解しておくことは不可欠です。

モジュールのスコープ

CommonJSモジュールでは、各モジュールは独自のスコープを持っています。これは、モジュールごとに定義された変数や関数がグローバルに漏れ出ることなく、そのモジュール内でのみ有効であることを意味します。

// moduleA.js
let counter = 0;

function increment() {
    counter++;
    return counter;
}

module.exports = { increment };
// main.js
const moduleA = require('./moduleA');
console.log(moduleA.increment());  // 出力: 1
console.log(moduleA.increment());  // 出力: 2

上記の例では、moduleA.js内のcounter変数はモジュール内部に閉じており、外部のコードから直接アクセスすることはできません。モジュールはグローバルな環境に影響を与えず、安全にコードを分離することができます。

モジュールのキャッシング

CommonJSでは、モジュールが初めてrequireされると、そのモジュールはキャッシュされます。キャッシュされたモジュールは、同じプロセス内で再度requireされたときに新しく評価されることなく、既存のインスタンスが返されます。

// moduleB.js
console.log('moduleB is loaded');
module.exports = { name: 'Module B' };
// main.js
const moduleB1 = require('./moduleB');  // 'moduleB is loaded' が表示される
const moduleB2 = require('./moduleB');  // 2回目は表示されない（キャッシュが使われる）

console.log(moduleB1 === moduleB2);  // true

この例では、moduleB.jsは最初にrequireされた際に評価され、2回目以降にrequireしても新しく評価されません。これは、キャッシュによるパフォーマンスの向上を意味します。

キャッシングの影響と考慮点

キャッシングによって、モジュールが再評価されずに同じ状態を保持するため、いくつかの重要な影響があります：

  • 状態の共有：キャッシュされることで、モジュール内で保持している状態（例えばカウンタや設定）が他のファイルからも共有されます。これにより、モジュールが単一のインスタンスとして動作します。
  • メモリ効率の向上：モジュールが再度読み込まれるたびに新しいインスタンスを生成する必要がないため、メモリ使用量が節約されます。

ただし、キャッシュされたモジュールの状態が予期せず変更されることを防ぐため、モジュールの設計時には注意が必要です。特に、共有されるオブジェクトや変数がどのように影響を受けるかを意識して開発する必要があります。

キャッシュをリセットする方法

稀にモジュールのキャッシュをリセットしたい場合は、require.cacheを操作することができます。require.cacheにはキャッシュされたモジュールが格納されており、これを削除することで再度モジュールを読み込み直すことが可能です。

delete require.cache[require.resolve('./moduleB')];
const moduleB = require('./moduleB');  // 再度モジュールが評価される

キャッシュのリセットは特定のシナリオでのみ有効で、通常の開発では避けた方が良いです。キャッシュを利用することで、パフォーマンス向上とモジュールの効率的な再利用が可能となります。

このように、モジュールのスコープとキャッシングはCommonJSのパフォーマンスや動作に大きく影響を与えるため、正しく理解し、活用することが重要です。

実際のコード例：モジュールのエクスポートとインポート

CommonJSモジュールシステムを理解するために、実際のコード例を見てみましょう。ここでは、簡単な数学的な機能をエクスポートするモジュールと、それをインポートして利用する方法を紹介します。

モジュールのエクスポート例

まずは、いくつかの関数をエクスポートするmath.jsというモジュールを作成します。このファイルでは、加算と乗算の関数をエクスポートします。

// math.js
function add(a, b) {
    return a + b;
}

function multiply(a, b) {
    return a * b;
}

// 複数の関数をオブジェクトとしてエクスポート
module.exports = {
    add,
    multiply
};

ここでは、module.exportsを使ってaddとmultiply関数を1つのオブジェクトとしてエクスポートしています。この形式では、複数の関数や変数を1つのオブジェクトにまとめてエクスポートすることができます。

モジュールのインポート例

次に、このmath.jsモジュールを別のファイルでインポートし、実際に利用します。例えば、app.jsというファイルを作成し、requireを使ってモジュールをインポートします。

// app.js
const math = require('./math');

const sum = math.add(5, 3);
const product = math.multiply(5, 3);

console.log(`Sum: ${sum}`);        // 出力: Sum: 8
console.log(`Product: ${product}`);  // 出力: Product: 15

このapp.jsファイルでは、require('./math')を使ってmath.jsモジュールをインポートしています。その後、インポートされたmathオブジェクトからaddとmultiply関数を呼び出しています。

モジュールの単一エクスポート例

また、モジュール全体として1つの機能のみをエクスポートすることもできます。例えば、greet.jsというファイルで1つの関数のみをエクスポートする場合は、次のように記述します。

// greet.js
function greet(name) {
    return `Hello, ${name}!`;
}

module.exports = greet;

このように、module.exportsに関数そのものを代入することで、モジュール全体がその関数のみをエクスポートします。greet.jsをインポートして使う際のコードは以下の通りです。

// app.js
const greet = require('./greet');

console.log(greet('Alice'));  // 出力: Hello, Alice!

この例では、require('./greet')を使ってgreet関数をインポートし、Aliceという名前を引数として渡して使用しています。

モジュールの動作確認

これらのコードを使用することで、モジュールのエクスポートとインポートがどのように行われるかを実際に確認することができます。Node.jsでこれらのファイルを実行することで、正しく機能するかどうかをテストできます。

node app.js

このコマンドを実行すると、それぞれの関数の結果が出力され、モジュールが正しくエクスポート・インポートされていることが確認できます。

まとめ

  • 複数のエクスポート：複数の関数やオブジェクトをmodule.exportsにまとめてエクスポート。
  • 単一のエクスポート：モジュール全体を1つの関数としてエクスポート可能。
  • インポート方法：requireを使ってモジュールをインポートし、関数やオブジェクトにアクセス。

実際のコード例を通じて、CommonJSモジュールのエクスポートとインポートの基本的な使い方を理解できたでしょう。これにより、複雑なプロジェクトでもモジュールを使ってコードを整理しやすくなります。

エラーハンドリングとデバッグ

CommonJSモジュールシステムで開発を進める際、モジュールのインポートやエクスポート時にエラーが発生することがあります。これらのエラーは、ファイルのパスの指定ミスやモジュールの読み込みに関する問題が主な原因です。適切なエラーハンドリングとデバッグを行うことで、これらの問題に対処することができます。

よくあるエラーとその原因

以下は、CommonJSを使った開発で頻繁に遭遇するエラーとその原因です。

1. モジュールが見つからないエラー

エラーメッセージ：Error: Cannot find module '...'

このエラーは、require関数が指定されたパスまたはモジュール名に対応するファイルを見つけられない場合に発生します。主な原因としては以下の点が考えられます。

  • モジュールのパスが間違っている
  • モジュールの拡張子が省略されているが、requireが正しいファイルを特定できていない
  • node_modulesディレクトリ内のモジュールがインストールされていない

対処方法：

  • パスが正しいか、相対パス(./や../)が正しく設定されているか確認します。
  • 必要に応じて、ファイルの拡張子（.js）を明示的に記述します。
  • npm installなどを使って、必要なモジュールが正しくインストールされているか確認します。
// 誤ったインポート例
const moduleA = require('/wrong/path/moduleA');

// 正しいインポート例
const moduleA = require('./correct/path/moduleA');

2. `module.exports`と`exports`の混同

エラーメッセージ：TypeError: ... is not a function

このエラーは、module.exportsとexportsの使い方を混同した場合に発生します。例えば、exportsを直接新しい値に代入しようとすると、期待通りにモジュールがエクスポートされず、エラーが発生します。

対処方法：

  • exportsはmodule.exportsのエイリアスに過ぎないため、モジュール全体をエクスポートする場合はmodule.exportsを使用します。
// 誤ったエクスポート例
exports = function() {
    return 'This will cause an error';
};

// 正しいエクスポート例
module.exports = function() {
    return 'This will work';
};

3. 循環参照による問題

エラーメッセージ：ReferenceError: ... is not defined

循環参照は、モジュールAがモジュールBをrequireしており、同時にモジュールBがモジュールAをrequireするという状況で発生します。この場合、Node.jsは部分的に評価されたモジュールを返すため、参照エラーが発生することがあります。

対処方法：

  • モジュールの依存関係を確認し、可能であれば循環参照を解消するか、モジュール設計を見直します。

デバッグのテクニック

CommonJSモジュールのエラーハンドリングとデバッグには、いくつかの便利な方法があります。これらを使用することで、問題の原因を迅速に特定し修正することが可能です。

1. コンソールログを活用する

基本的な方法ですが、デバッグの際にconsole.log()を利用して、モジュールが正しくインポートされているか、エクスポートされている関数やオブジェクトの内容が正しいかを確認できます。

const moduleA = require('./moduleA');
console.log(moduleA);  // インポートされたモジュールの内容を確認

2. `require.cache`を確認する

require.cacheは、Node.jsがモジュールをキャッシュしている情報を保持しているオブジェクトです。ここで、どのモジュールがキャッシュされているかを確認し、不要なキャッシュが影響を与えていないか調べることができます。

console.log(require.cache);  // キャッシュされたモジュールの一覧を表示

必要に応じて、キャッシュをクリアしてモジュールを再評価させることも可能です。

delete require.cache[require.resolve('./moduleA')];
const moduleA = require('./moduleA');  // モジュールを再読み込み

3. エラーオブジェクトを使った詳細なデバッグ

エラーハンドリングの際に、エラーオブジェクトをキャッチし、スタックトレースを利用して詳細なエラーメッセージを表示することができます。

try {
    const moduleA = require('./moduleA');
} catch (err) {
    console.error('Error loading moduleA:', err.stack);
}

この方法により、エラーの発生箇所や原因を特定しやすくなります。

まとめ

モジュールをインポート・エクスポートする際に発生するエラーは、requireやmodule.exportsの使い方に関わる問題が多いです。これらのエラーハンドリングやデバッグ技術を駆使することで、問題を迅速に特定し解決することが可能です。また、開発中に循環参照やキャッシュの影響を受けないよう、モジュールの設計を見直すことも重要です。

応用例：複数のファイル間でのモジュールの共有

CommonJSモジュールシステムの強力な特徴の一つは、複数のファイル間でモジュールを簡単に共有できることです。大規模なアプリケーションでは、異なる機能をモジュールとして分割し、他のファイルでそれらを利用することが、開発の効率化と保守性の向上につながります。このセクションでは、複数のファイル間でモジュールを共有する具体例を紹介します。

プロジェクト構造の例

以下のように、複数のファイルに機能を分割したプロジェクト構造を考えます。

/project
    /src
        math.js
        logger.js
        app.js
  • math.js：数学的な計算機能を提供するモジュール
  • logger.js：ログ出力を担当するモジュール
  • app.js：他のモジュールを使ってアプリケーションのロジックを実行するファイル

モジュール間での共有：`math.js`

まず、数学的な機能を提供するモジュールを作成します。math.jsでは、addとmultiplyという関数をエクスポートします。

// math.js
function add(a, b) {
    return a + b;
}

function multiply(a, b) {
    return a * b;
}

module.exports = {
    add,
    multiply
};

このモジュールでは、複数の関数をエクスポートし、他のファイルで利用できるようにしています。

ログ機能のモジュール：`logger.js`

次に、ログ出力を担当するモジュールを作成します。logger.jsはシンプルなログ関数をエクスポートします。

// logger.js
function log(message) {
    console.log(`[LOG]: ${message}`);
}

module.exports = {
    log
};

このモジュールは、他のモジュールやファイルからのログ出力に利用されます。

モジュールを共有して使用する：`app.js`

app.jsでは、math.jsとlogger.jsの機能をインポートし、それらを組み合わせてアプリケーションを実行します。

// app.js
const math = require('./math');
const logger = require('./logger');

const sum = math.add(5, 10);
const product = math.multiply(5, 10);

logger.log(`Sum: ${sum}`);        // [LOG]: Sum: 15
logger.log(`Product: ${product}`);  // [LOG]: Product: 50

この例では、math.jsから数学的な計算機能を、logger.jsからログ機能をインポートしています。そして、それらのモジュールを利用して計算を行い、その結果をログとして出力しています。

モジュール共有の利点

複数のファイル間でモジュールを共有することで、次のような利点があります。

  • コードの再利用：同じ機能を複数の場所で利用できるため、コードを繰り返し書く必要がなくなります。
  • 保守性の向上：各モジュールが独立しているため、変更があった場合でも他の部分に影響を与えにくくなります。
  • テストの容易さ：モジュールごとに分割されていることで、個別の単体テストが容易になります。

応用例：モジュールの拡張

さらに、このモジュールシステムを活用して、モジュールを拡張することもできます。例えば、新しい関数を追加したり、既存のモジュールを別のモジュールに組み込んでより複雑な機能を提供したりすることが可能です。

// extendedMath.js
const math = require('./math');

function subtract(a, b) {
    return a - b;
}

module.exports = {
    ...math,  // 既存のmathモジュールを拡張
    subtract
};

この例では、math.jsの既存の機能をそのまま利用しつつ、新たにsubtract関数を追加しています。これにより、extendedMath.jsはより多機能なモジュールとなり、他のモジュールやファイルで再利用できます。

まとめ

CommonJSモジュールシステムを使うことで、複数のファイル間で簡単に機能を共有し、コードを整理することができます。これにより、コードの再利用性や保守性が向上し、効率的な開発が可能になります。モジュールを活用した設計を行うことで、アプリケーションの複雑化にも対応しやすくなります。

まとめ

本記事では、TypeScriptにおけるCommonJSモジュールの基本的な使い方について解説しました。module.exportsとrequireを使ったモジュールのエクスポートとインポートの方法から、exportsとの違い、モジュールのスコープやキャッシング、さらにはエラーハンドリングとデバッグまで、実際のコード例を交えながら説明しました。さらに、複数のファイル間でのモジュール共有方法を学ぶことで、再利用性と保守性の高いコード設計が可能になることも示しました。TypeScriptでのモジュール管理におけるCommonJSの重要性を理解し、今後の開発に役立ててください。

TypeScript
モジュール JavaScript TypeScript CommonJS

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目次
  1. CommonJSとは
    1. CommonJSの特徴
  2. `module.exports`の基本的な使い方
    1. シンプルなエクスポートの例
    2. 複数の機能をエクスポートする場合
  3. `require`の基本的な使い方
    1. シンプルなモジュールのインポート
    2. オブジェクトのインポート
    3. パス指定の注意点
  4. `module.exports`と`exports`の違い
    1. 基本的な違い
    2. `module.exports`の上書き例
    3. 使い分けのポイント
  5. TypeScriptでのCommonJSの設定方法
    1. TypeScriptでの`tsconfig.json`の設定
    2. TypeScriptファイルのコンパイル
    3. 実際の使用例
    4. Node.jsでの実行
  6. CommonJSモジュールとESモジュールの違い
    1. CommonJSの特徴
    2. ESモジュール（ESM）の特徴
    3. モジュールシステムの主な違い
    4. 使い分けのポイント
    5. TypeScriptでの選択
  7. モジュールのスコープとキャッシング
    1. モジュールのスコープ
    2. モジュールのキャッシング
    3. キャッシングの影響と考慮点
    4. キャッシュをリセットする方法
  8. 実際のコード例：モジュールのエクスポートとインポート
    1. モジュールのエクスポート例
    2. モジュールのインポート例
    3. モジュールの単一エクスポート例
    4. モジュールの動作確認
    5. まとめ
  9. エラーハンドリングとデバッグ
    1. よくあるエラーとその原因
    2. デバッグのテクニック
    3. まとめ
  10. 応用例：複数のファイル間でのモジュールの共有
    1. プロジェクト構造の例
    2. モジュール間での共有：`math.js`
    3. ログ機能のモジュール：`logger.js`
    4. モジュールを共有して使用する：`app.js`
    5. モジュール共有の利点
    6. 応用例：モジュールの拡張
    7. まとめ
  11. まとめ