第16話：【実践編①】オリジナルの投票システムを作ろう！

目次

Solidity学習講座：最終版 目次（全20話）

基礎編 第1話：未来のインターネットへようこそ！Solidityとスマートコントラクトの全体像 第2話：準備は1分！ブラウザだけで開発できる「Remix IDE」の基本操作 第3話：記念すべき初コント ...

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はじめに

おめでとうございます！あなたは、Solidityの基本的な概念を学ぶ15話の長い旅路を終え、ついに実践の舞台へとたどり着きました。これまでのレッスンで、あなたはスマートコントラクトを構成する無数の「部品」を手に入れました。

• structとmappingによる、柔軟なデータ構造
• functionとmodifierによる、機能の実装とアクセス制御
• eventによる、外部世界への情報伝達
• if文やrequireによる、堅牢なロジック制御
• Ownableの「継承」による、効率的なコードの再利用

しかし、これらの部品は、それ単体ではただのコードの断片です。本当の力は、これらを有機的に組み合わせ、一つの目的を持ったアプリケーションとして組み立てることで初めて発揮されます。

今回から始まる【実践編】では、まさにその「組み立て」のプロセスを体験していただきます。最初のプロジェクトは、ブロックチェーンの特性である透明性と耐改ざん性を活かすのに最適な**「オリジナルの投票システム」**です。

このレッスンを終える頃、あなたは単なる部品の知識を持つだけでなく、要件を定義し、データ構造を設計し、そして実際に機能するDAppを構築できる、本物の開発者としての一歩を踏み出しているはずです。

ステップ1：要件定義とデータ構造の設計

何を作るかが決まったら、次にやるべきは「どのような機能が必要か？」という要件定義です。今回の投票システムでは、以下の機能を目指します。

1. 管理者: コントラクトをデプロイした人が管理者（オーナー）となる。
2. 候補者登録: 管理者のみが、投票の対象となる「候補者（Proposal）」を登録できる。
3. 有権者登録: 管理者のみが、投票する権利を持つ「有権者（Voter）」のアドレスを登録できる。
4. 投票: 登録された有権者は、1人1回だけ、いずれかの候補者に投票できる。
5. 結果確認: 誰でも、各候補者の現在の得票数を確認できる。
6. 勝者判定: 誰でも、現時点で最も票を集めている候補者を知ることができる。

次に、この要件をSolidityのデータ構造に落とし込みます。

• 候補者: 名前（string）と得票数（uint）を持つ。これはstructで表現するのが良さそうです。 struct Proposal { string name; uint voteCount; }
• 有権者: 投票権があるか（isRegistered）、既に投票したか（hasVoted）、誰に投票したか（votedProposalId）の情報が必要。これもstructが最適です。 struct Voter { bool isRegistered; bool hasVoted; uint votedProposalId; }
• 候補者リスト: 複数の候補者を管理する必要があるので、Proposal構造体の動的配列を使いましょう。 Proposal[] public proposals;
• 有権者リスト: あるアドレスが有権者かどうかを瞬時に確認したい。これはmappingの得意分野です。 mapping(address => Voter) public voters;

ステップ2：コントラクトの骨格と状態変数の定義

設計ができたら、コードの骨格を組み上げます。管理者機能は、これまでのレッスンで作成したOwnableコントラクトを継承して、効率的に実装しましょう。

Solidity

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;

// 自作のOwnableコントラクトをインポート（同じ階層にあると仮定）
import "./Ownable.sol";

contract Voting is Ownable {
    // === データ構造の定義 ===
    struct Proposal {
        string name;
        uint voteCount;
    }

    struct Voter {
        bool isRegistered;
        bool hasVoted;
        uint votedProposalId;
    }

    // === 状態変数の定義 ===
    mapping(address => Voter) public voters;
    Proposal[] public proposals;

    // === イベントの定義 ===
    event VoterRegistered(address indexed voterAddress);
    event ProposalAdded(uint indexed proposalId);
    event Voted(address indexed voterAddress, uint indexed proposalId);
}

最初にstruct、mapping、eventをまとめて定義しておくと、コード全体の見通しが良くなります。

ステップ3：管理者向け機能の実装

次に、onlyOwner修飾子を使って、管理者だけが実行できる機能を実装します。

Solidity

// 有権者のアドレスを登録する関数
function registerVoter(address _voterAddress) public onlyOwner {
    require(!voters[_voterAddress].isRegistered, "Voter is already registered.");
    voters[_voterAddress].isRegistered = true;
    emit VoterRegistered(_voterAddress);
}

// 候補者を追加する関数
function addProposal(string memory _name) public onlyOwner {
    // proposals配列の末尾に新しいProposalを追加
    proposals.push(Proposal({
        name: _name,
        voteCount: 0
    }));
    emit ProposalAdded(proposals.length - 1);
}

votersマッピングの_voterAddressをキーとして、そのisRegisteredをtrueにすることで、有権者登録を実現しています。候補者の追加は、proposals配列にpushするだけです。簡単ですね。

---

ステップ4：投票機能の実装

いよいよ、このシステムの核心である投票機能です。不正が起きないよう、requireを使って慎重に条件をチェックします。

Solidity

// 投票する関数
function vote(uint _proposalId) public {
    // === Checks ===
    // 1. 登録された有権者か？
    require(voters[msg.sender].isRegistered, "You are not registered to vote.");
    // 2. まだ投票していないか？
    require(!voters[msg.sender].hasVoted, "You have already voted.");
    // 3. 存在する候補者IDか？
    require(_proposalId < proposals.length, "Invalid proposal ID.");

    // === Effects ===
    // 状態を変更
    voters[msg.sender].hasVoted = true;
    voters[msg.sender].votedProposalId = _proposalId;
    proposals[_proposalId].voteCount++;

    // === Interactions ===
    // イベントを放出
    emit Voted(msg.sender, _proposalId);
}

ここでも「Checks-Effects-Interactions」の考え方が活きています。まずrequireで条件をすべてチェックし、次にコントラクトの内部状態を変更し、最後にイベントを放出します。これにより、ロジックの安全性が高まります。

ステップ5：勝者判定機能の実装

最後に、誰でも投票結果を確認し、現在の勝者を判定できる関数を実装します。これは状態を変更しないのでview関数になります。

Solidity

// 勝者を判定する関数
function getWinner() public view returns (string memory winningProposalName) {
    uint maxVotes = 0;
    uint winningProposalId = 0;

    // forループで全候補者をチェック
    // view関数なので、ガス代は気にせずループできる（オフチェーン呼び出しの場合）
    for (uint i = 0; i < proposals.length; i++) {
        if (proposals[i].voteCount > maxVotes) {
            maxVotes = proposals[i].voteCount;
            winningProposalId = i;
        }
    }

    // 最も票が多かった候補者の名前を返す
    return proposals[winningProposalId].name;
}

forループを使っていますが、これはview関数なので、オフチェーン（ウェブサイトなど）から呼び出す限り、ユーザーはガス代を支払う必要はありません。

まとめ：あなたの手でDAppが生まれた！

お疲れ様でした！あなたは今、これまでに学んだ知識の断片を見事に組み合わせ、一つの意味のあるアプリケーション、投票システムをゼロから作り上げました。

ぜひこのコントラクトをRemixにデプロイし、遊んでみてください。

1. addProposalで候補者を2〜3人登録する。
2. registerVoterであなた自身のアドレスを有権者として登録する。
3. voteで好きな候補者に投票してみる。
4. proposalsやvotersのパブリックなマッピング・配列を使い、状態が変化したことを確認する。
5. getWinnerで勝者を確認する。

この経験は、あなたに大きな自信を与えてくれるはずです。

次回、**【実践編②】では、今回よりも少し複雑な、ETHのやり取りが発生する「クラウドファンディングコントラクト」**の構築に挑戦します。payable関数や、安全な送金ロジックなど、より実践的なスキルを身につけていきましょう。あなたのDApp開発者としての旅は、まだ始まったばかりです！

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