Reactのチュートリアルやってみた

React
React
JavaScriptReact
この記事は約27分で読めます。

Amplify学習の際にReactを使っていますが、Reactが全く分かりません。

ある程度Reactの理解も必要だと感じたので、Reactのチュートリアルをやってみます。

Tutorial: Tic-Tac-Toe – React
The library for web and native user interfaces
react.dev

この記事はクローンのようなものなので、初めてReactを触る方は上記チュートリアルを是非やってみてください。

はじめに

チュートリアルではマルバツゲームを作ります。3つ並べると勝てるアレです。
ブラウザで進めるかローカルで開発するか選べますが、今回はローカルで開発してみます。

Reactアプリの作成

雛形のReactアプリを作成します。

npx create-react-app my-app

srcディレクトリ以下はこれからのチュートリアルで作っていくので、一旦全て削除します。

cd my-app/src
rm -f *

srcディレクトリ以下にindex.cssとindex.jsファイルを作成します。

body {
  font: 14px "Century Gothic", Futura, sans-serif;
  margin: 20px;
}

ol, ul {
  padding-left: 30px;
}

.board-row:after {
  clear: both;
  content: "";
  display: table;
}

.status {
  margin-bottom: 10px;
}

.square {
  background: #fff;
  border: 1px solid #999;
  float: left;
  font-size: 24px;
  font-weight: bold;
  line-height: 34px;
  height: 34px;
  margin-right: -1px;
  margin-top: -1px;
  padding: 0;
  text-align: center;
  width: 34px;
}

.square:focus {
  outline: none;
}

.kbd-navigation .square:focus {
  background: #ddd;
}

.game {
  display: flex;
  flex-direction: row;
}

.game-info {
  margin-left: 20px;
}
import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import './index.css';

// Squareコンポーネントは、buttonタグをレンダー
class Square extends React.Component {
  render() {
    return (
      <button className="square">
        {/* TODO */}
      </button>
    );
  }
}
// Boardコンポーネントは、renderSquareメソッドで,Squareコンポーネントをレンダー
// renderSquareメソッドを9回呼び出し、Squareコンポーネントをレンダー
class Board extends React.Component {
  renderSquare(i) {
    return <Square />;
  }

  render() {
    const status = 'Next player: X';

    return (
      <div>
        <div className="status">{status}</div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(0)}{this.renderSquare(1)}{this.renderSquare(2)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(3)}{this.renderSquare(4)}{this.renderSquare(5)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(6)}{this.renderSquare(7)}{this.renderSquare(8)}
        </div>
      </div>
    );
  }
}

// Gameコンポーネントは、Boardコンポーネントをレンダー
class Game extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div className="game">
        <div className="game-board">
          <Board />
        </div>
        <div className="game-info">
          <div>{/* status */}</div>
          <ol>{/* TODO */}</ol>
        </div>
      </div>
    );
  }
}

// ========================================
// ここでGameコンポーネント呼び出してレンダー
const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById("root"));
root.render(<Game />);

各クラスを親子関係で表すと、（親）Game -> Board -> Square となります。
この状態で次のコマンドを実行すると、ブラウザでマルバツゲームの盤面が確認できます。

npm start

今後のコーディングで分かりやすいように、シンタックスハイライトの設定をします。
私はVS Codeを使っているので、vscode-language-babel拡張機能をインストールすればOK。

Reactとは？

  • UIを構築するJavaScriptライブラリ
  • 以下のサンプルコードでは ShoppingListというReactコンポーネントクラスがある
  • コンポーネントは、propsと呼ばれるパラメータを受け取り、renderメソッドを通じて、表示するビューの階層構造を返す
    • props = properties
    • サンプルコードでは末尾のコメントで name=”Mark” とprops.nameをShoppingListに渡している
  • <ShoppingList />と記載してショッピングリスト全体を指すことができる
    • いちいち<div>, <h1> などを記載せずとも、<ShoppingList />だけで表せる
class ShoppingList extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div className="shopping-list">
        <h1>Shopping List for {this.props.name}</h1>
        <ul>
          <li>Instagram</li>
          <li>WhatsApp</li>
          <li>Oculus</li>
        </ul>
      </div>
    );
  }
}

// Example usage: <ShoppingList name="Mark" />

propsを渡す

BoardコンポーネントからSquareコンポーネントにデータを渡してみましょう。

class Board extends React.Component {
  renderSquare(i) {
// Squareコンポーネントにprops.valueを渡す
    return <Square value={i} />;
  }
}
class Square extends React.Component {
  render() {
    return (
      <button className="square">
// 渡されたprops.valueが表示される
        {this.props.value}
      </button>
    );
  }
}

ブラウザを確認すると、数字が渡されたことがわかります。

Reactでは、親から子へpropsを渡すことでアプリ内を情報が流れていきます。

インタラクティブなコンポーネントを作る

Squareコンポーネントがクリックされた時に、「X」と表示されるようにします。

class Square extends React.Component {
  constructor(props){
    super(props);
// コンポーネントに何かを覚えさせるためには、stateを使用する（今回はクリックしたらXになるように覚えさせる）
    this.state = {
      value: null,
    }
  }

  render() {
    return (
      <button
        className="square"
// クリックしたら、stateにXをセット。
        onClick={() => this.setState({value: 'X'})}
      >
// stateを表示する
        {this.state.value}
      </button>
    );
  }
}

上記コードではSquareにstateを持たせるためにconstructorを使用し、state.valueをnullで初期化しています。
stateを持たせることで、状態を保持できます。
今後、stateを利用して盤面に「○」「X」を表示させたり、盤面の状態の記録、勝利判定を行ったりします。

constructorとは
  • 初期化処理を行う特別なメソッド
  • １つのクラスに１つだけ
  • 独自のコンストラクタを使用する場合、superを使用して親クラスを明示的に呼び出す必要がある
    • Reactでは全てsuperを呼ぼう
Classes - JavaScript | MDN
Classes are a template for creating objects. They encapsulate data with code to work on that data. Classes in JS are built on prototypes but also have some synt...
developer.mozilla.org

ゲームを完成させる

「X」を表示できるようになったので、次は以下を実装すれば完成です。

  • 交互に「X」「○」を表示させる
  • 勝利判定

勝利判定を、コンポーネント１つで管理するようにします。
現在、それぞれの枠のSquareコンポーネントがstateを保持していますが、これでは管理がしにくいです。一つの枠それぞれがstateを持っているので、それぞれ確認するのは容易ではありません。
複数の子要素からデータを集めたり子コンポーネントにデータをやりとりをさせたい場合は、親コンポーネントで共有のstateを宣言する必要があります。

このように、stateを親コンポーネントにリフトアップすることは、Reactコンポーネントのリファクタリングでよくあることのようです。

Boardコンポーネントでstateを宣言する

Squareコンポーネントで定義していたconstructorを、Boardコンポーネントに移動します。

class Board extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      squares: Array(9).fill(null),
    };
  }

  renderSquare(i) {
    return <Square value={i} />;
  }

this.state.squaresは、初期状態では以下のように９つのnull要素がある配列です。
マルバツゲームの盤面を記録しますので、以下の状態は丸もバツもない状態です。

[ 
  null, null, null, 
  null, null, null, 
  null, null, null
]

盤面が埋まっていくと、以下のように記録していきます。

[ 
  '○', null, 'X', 
  null, 'X', null, 
  null, null, null
]

次に、renderSquareメソッドを変更します。

//変更前
  renderSquare(i) {
    return <Square value={i} />;
  }
//変更後
  renderSquare(i) {
    return <Square value={this.state.squares[i]} />;
  }

せっかく定義したstateを利用していないので、stateを利用するように変更しました。
ゲーム開始前ではSquareには空白が表示される必要があります。
最初の段階ではthis.state.squares[i]はnullですので、Squareには空白が表示されることになります。
これからの実装で、Squareをクリックするとマルバツが表示されるようにします。

これまでの変更で、Boardコンポーネントのコードは以下になります。

class Board extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      squares: Array(9).fill(null),
    };
  }

  renderSquare(i) {
    return <Square value={this.state.squares[i]} />;
  }
  
  render() {
    const status = 'Next player: X';

    return (
      <div>
        <div className="status">{status}</div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(0)}{this.renderSquare(1)}{this.renderSquare(2)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(3)}{this.renderSquare(4)}{this.renderSquare(5)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(6)}{this.renderSquare(7)}{this.renderSquare(8)}
        </div>
      </div>
    );
  }
}

マス目をクリックした時の挙動を実装する

これまでの実装で、それぞれのSquareがBoardから値を受け取れるようになりました。
これから、マス目をクリックした時に「X」が表示されるように実装します。

stateはBoardで管理しているので、SquareからBoardのstateを更新することはできません。
そのため、BoardからSquareに渡すものとして、stateに加えて関数も渡します。
このBoardの関数をマス目クリック時に実行させることにより、SquareからBoardのstateを更新します。

  renderSquare(i) {
    return (
      <Square
        value={this.state.squares[i]}
        onClick={() => this.handleClick(i)}
      />
    );
  }
class Square extends React.Component {
  render() {
    return (
      <button
        className="square"
        onClick={() => this.props.onClick()}
      >
        {this.props.value}
      </button>
    );
  }
}

上記により、クリック時以下のように走ります。

  • マス目をクリック
  • buttonタグのonClickプロパティにより、this.props.onClick()メソッドが実行
  • this.props.onClickメソッド = BoardコンポーネントのrenderSquareメソッドで渡されたonClickパラメータ
  • onClickパラメータで渡されたBoardコンポーネントのhandleClickメソッドが実行
  • ただし現時点で作成していないため、エラーが発生

handleClickメソッドをBoardコンポーネントに追加します。

  handleClick(i) {
    const squares = this.state.squares.slice();
    squares[i] = 'X';
    this.setState({squares: squares});
  }

「this.state.squares.slice();」で、「this.state.squares」の配列のコピーを作成しています。

slice() メソッドは、start と end が配列の中の項目のインデックスを表している場合、start から end まで (end は含まれない) で選択された配列の一部の浅いコピーを新しい配列オブジェクトに作成して返します。元の配列は変更されません。

https://developer.mozilla.org/ja/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array/slice

元のデータを書き換えないことで以前の状態が分かり、巻き戻し機能を簡単に実装できます。
その他にも一変更の検出が容易だったり一般的な利点は公式チュートリアルで説明されていますので、是非ご覧ください。

そして、「squares[i] = ‘X’」でクリックしたマス目に「X」が記録されるようにします。
例えば i = 0 なら定数 squares は以下の配列です。

[ 
  'X', null, null, 
  null, null, null, 
  null, null, null
]

最後に、「this.setState({squares: squares});」により、Boardコンポーネントのstate.squaresを、定数squaresで更新します。
このようにして、クリックのたびにマス目の状態をどんどん更新していきます。

Squareを関数コンポーネントに置き換える

関数コンポーネントとは、renderメソッドだけを有して自分のstateを持たないコンポーネントをシンプルに書くための方法です。
SquareコンポーネントはconstructorをBoardに移動したため、renderメソッドだけを有している状態なので関数コンポーネントに置き換えます。

function Square(props) {
  return (
    <button className="square" onClick={props.onClick}>
      {props.value}
    </button>
  );
}

関数コンポーネントでは、引数を受け取れるようにします。

手番の処理

「○」が実装できていないので、バツマル交互に入力できるように設定します。
デフォルトでは先手を「X」にします。

class Board extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      squares: Array(9).fill(null),
      xIsNext: true,
    };
  }

プレーヤーがクリックするたびに、「xInNext」を反転させ、バツマルを交互に打てるようにします。

  handleClick(i) {
    const squares = this.state.squares.slice();
// trueならX、falseならO
    squares[i] = this.state.xIsNext ? 'X' : 'O';
    this.setState({
      squares: squares,
      xIsNext: !this.state.xIsNext,
    });
  }

また、Boardのstatusテキストを変更し、どちらのプレーヤーの手番なのかをわかるようにします。

  render() {
    const status = 'Next player: ' + (this.state.xIsNext ? 'X' : 'O');

これまでの変更で、Boardコンポーネントは以下のようになっています。

class Board extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      squares: Array(9).fill(null),
      xIsNext: true,
    };
  }

  handleClick(i) {
    const squares = this.state.squares.slice();
    squares[i] = this.state.xIsNext ? 'X' : 'O';
    this.setState({
      squares: squares,
      xIsNext: !this.state.xIsNext,
    });
  }

  renderSquare(i) {
    return (
      <Square
        value={this.state.squares[i]}
        onClick={() => this.handleClick(i)}
      />
    );
  }

  render() {
    const status = 'Next player: ' + (this.state.xIsNext ? 'X' : 'O');

    return (
      <div>
        <div className="status">{status}</div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(0)}{this.renderSquare(1)}{this.renderSquare(2)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(3)}{this.renderSquare(4)}{this.renderSquare(5)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(6)}{this.renderSquare(7)}{this.renderSquare(8)}
        </div>
      </div>
    );
  }
}

勝利判定

マルバツを交互に打てるようになったので、今度は

  • 既に埋まったマス目は変更しない
  • 勝敗がついたら打てるようにしない

処理が必要です。

index.jsに勝利判定を行う以下のヘルパー関数を追加します。

function calculateWinner(squares) {
// 同じ記号が3つ並んだ判定を行うための配列（縦横斜め）
  const lines = [
    [0, 1, 2],
    [3, 4, 5],
    [6, 7, 8],
    [0, 3, 6],
    [1, 4, 7],
    [2, 5, 8],
    [0, 4, 8],
    [2, 4, 6],
  ];
// 3つ並んでいないかlinesの全要素で確認
  for (let i = 0; i < lines.length; i++) {
    const [a, b, c] = lines[i];
// linesの要素が全て一致しており、かつnullでなかったら丸かバツを返す
    if (squares[a] && squares[a] === squares[b] && squares[a] === squares[c]) {
      return squares[a];
    }
  }
// 勝利判定がなかったらnullを返す
  return null;
}

Boardコンポーネントのrender関数内で、ヘルパー関数を呼び出して勝利判定を行います。

  render() {
    const winner = calculateWinner(this.state.squares);
    let status;
    if (winner) {
      status = 'Winner: ' + winner;
    } else {
      status = 'Next player: ' + (this.state.xIsNext ? 'X' : 'O');
    }

また、BoardのhandleClick関数を置き換え、既に埋まっているマス目や勝敗がついた場合、マス目に打てないようにします。

  handleClick(i) {
    const squares = this.state.squares.slice();
// 勝敗が決まっている or null でない場合 はなにもしない
    if (calculateWinner(squares) || squares[i]) {
      return;
    }
    squares[i] = this.state.xIsNext ? 'X' : 'O';
    this.setState({
      squares: squares,
      xIsNext: !this.state.xIsNext,
    });

これでマルバツゲームができました。

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';
import './index.css';

function Square(props){
  return(
    <button className='square' onClick={props.onClick}>
      {props.value}
    </button>
  )
}
class Board extends React.Component {
  constructor(props){
    super(props);
    this.state = {
      squares: Array(9).fill(null),
      xIsNext: true,
    };
  }

  handleClick(i){
    const squares = this.state.squares.slice();
    if(calculateWinner(squares) || squares[i]){
      return;
    }
    squares[i] = this.state.xIsNext ? 'X' : '○';
    this.setState({
      squares: squares,
      xIsNext: !this.state.xIsNext,
    })
  }

  renderSquare(i) {
    return (
      <Square
        value={this.state.squares[i]}
        onClick={() => this.handleClick(i)}
      />
    );
  }

  render() {
    const winner = calculateWinner(this.state.squares);
    let status;
    if(winner){
      status = 'Winner: ' + winner;
    } else {
      status = 'Next player: ' + (this.state.xIsNext ? 'X': '○');
    }


    return (
      <div>
        <div className="status">{status}</div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(0)}
          {this.renderSquare(1)}
          {this.renderSquare(2)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(3)}
          {this.renderSquare(4)}
          {this.renderSquare(5)}
        </div>
        <div className="board-row">
          {this.renderSquare(6)}
          {this.renderSquare(7)}
          {this.renderSquare(8)}
        </div>
      </div>
    );
  }
}

class Game extends React.Component {
  render() {
    return (
      <div className="game">
        <div className="game-board">
          <Board />
        </div>
        <div className="game-info">
          <div>{/* status */}</div>
          <ol>{/* TODO */}</ol>
        </div>
      </div>
    );
  }
}

function calculateWinner(squares){
  const lines = [
    [0, 1, 2],
    [3, 4, 5],
    [6, 7, 8],
    [0, 3, 6],
    [1, 4, 7],
    [2, 5, 8],
    [0, 4, 8],
    [2, 4, 6],
  ];
  for (let i = 0; i < lines.length; i++){
    const [a, b, c] = lines[i];
    if (squares[a] && squares[a] === squares[b] && squares[a] === squares[c]) {
      return squares[a];
    }
  }
  return null;
}

// ========================================

const root = ReactDOM.createRoot(document.getElementById("root"));
root.render(<Game />);

おわり

チュートリアルでは巻き戻し機能も追加しますが、Reactの超初歩は何となく理解したので、この記事はこれで終わりとします。
是非公式チュートリアルをやってみてください。

チュートリアル：React の導入 – React
ユーザインターフェース構築のための JavaScript ライブラリ
js.legacy.reactjs.org
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