ペアプログラミング

ペアプログラミングは、2人のプログラマーが1つのワークステーションで協力して作業するソフトウェア開発手法です。一方がドライバーとしてコードを記述し、もう一方がオブザーバーまたはナビゲーターとして^{[ 1 ]}入力されたコードの各行を確認します。2人のプログラマーは頻繁に役割を交代します。

レビューを行う際、オブザーバーは作業の「戦略的な」方向性も考慮し、改善点や今後対処すべき問題点などを提案します。これは、ドライバーがオブザーバーを安全網やガイドとして活用しながら、現在の作業を完了するための「戦術的な」側面に全力を注げるようにすることを目的としています。

ペアプログラミングは、プログラマーが個別に作業する場合と比較して、コードの提供に必要な人的時間を増加させます。 ^{[ 2 ]}しかし、結果として得られるコードの欠陥は少なくなります。^{[ 3 ]}コード開発時間に加えて、フィールドサポートコストや品質保証などの他の要素も投資収益率に影響します。ペアプログラミングは、理論的にはプログラムの欠陥を減らすことでこれらの費用を相殺する可能性があります。^{[ 3 ]}

ミスが発生する前にそれを防ぐことに加えて、その他の目に見えないメリットも存在する可能性があります。たとえば、共同作業中は電話やその他の邪魔を断るという礼儀、合意した間隔で休憩を減らすこと、電話に出るために休憩を共有すること（ただし、誰かが待っているのですぐに作業に戻る）などが挙げられます。チームメンバーの1人がより集中力があり、他のメンバーが集中力を失った場合に、その集中力を維持したり、覚醒させたりするのを助ける場合があり、その役割は定期的に交代する可能性があります。メンバーの1人が他のメンバーが知らないトピックや技術を知っている場合、解決策を見つけたりテストしたりする際の遅延をなくしたり、より良い解決策を可能にしたりすることができ、結果として、プログラマーが一人で作業する場合と比較して、スキルセット、知識、経験を効果的に拡大することができます。これらの目に見えないメリット、そしてその他多くのメリットは、正確に測定することは難しいかもしれませんが、より効率的な作業時間に貢献することができます。^{[ 4 ]}

プログラマーが2人いるシステムは、次の3つの理由から、問題に対するより多様な解決策を生み出す可能性を秘めている。

1. プログラマーたちはそれぞれ異なる過去の経験をこの仕事に持ち込む。
2. 彼らは、課題に関連する情報をさまざまな方法で評価する可能性がある。
3. 彼らはそれぞれの機能的な役割によって、問題に対して異なる関係性を持っている。

目標や計画を共有するために、プログラマーは意見の相違が生じた際に、共通の行動方針について公然と交渉しなければならない。そうすることで、プログラマーが単独で行うよりも多くの問題解決方法を検討することができる。これにより、不適切な方法を選択する可能性が減り、プログラムの設計品質が大幅に向上する。^{[ 5 ]}

2000年に行われたペアプログラマーを対象としたオンライン調査では、プログラマーの96%が、一人でプログラミングするよりもペアプログラミングの方が楽しいと回答した。さらに、95%がペアプログラミングをしている方が自分の仕事に自信が持てると回答した。ただし、この調査は自主的にペアプログラミングを行ったプログラマーを対象としたものであり、ペアプログラミングを強制されたプログラマーは含まれていない。^{[ 6 ]}

業界であれ教室であれ、ペアプログラマーの間では知識が常に共有されています。多くの情報源によると、学生はペアでプログラミングすると自信が高まることが示されており^{[ 6 ]} 、プログラミング言語のルールに関するヒントから全体的な設計スキルまで、多くのことが学ばれます^{[ 7 ]} 。 「プロミスキャスペアリング」では、各プログラマーは1人のパートナーとだけペアを組むのではなく、チームの他のすべてのプログラマーとコミュニケーションを取り、作業するため、システムの知識がチーム全体に広がります^{[ 3 ]} 。ペアプログラミングでは、プログラマーはパートナーのコードを調べてフィードバックを提供することができ、これは自身の学習活動の監視メカニズムを開発する能力を高めるために必要です^{[ 7 ] 。}

ペアプログラミングでは、チームメンバーが迅速に情報を共有できるため、互いに隠された意図を持つ可能性が低くなります。これにより、ペアプログラマーはより簡単にコミュニケーションを取ることを学ぶことができます。「これにより、プロジェクト内のコミュニケーションの帯域幅と頻度が高まり、チーム全体の情報フローが増加します。」^{[ 3 ]}

ペアプログラミングについては、実証研究とメタ分析の両方が存在する。実証研究は生産性のレベルやコードの品質を検証する傾向がある一方、メタ分析はテストや公開のプロセスによって生じるバイアスに焦点を当てることが多い。

メタ分析によると、ペアで作業するプログラマーは、単独で作業するプログラマーよりも多くの設計案を検討し、よりシンプルで保守しやすい設計にたどり着き、設計上の欠陥を早期に発見する傾向があることがわかった。しかし、この分析では、「ペアプログラミングに関する発表された研究における出版バイアスの兆候」によって結果が影響を受けている可能性があるという懸念が提起された。そして、「ペアプログラミングは一律に有益または効果的ではない」と結論付けた。^{[ 8 ]}

ペアプログラマーはソロプログラマーよりも早くタスクを完了できるかもしれないが、総作業時間は増加する。^{[ 2 ]}マネージャーは、作業の迅速な完了とテストおよびデバッグ時間の短縮と、コーディングのコスト増加とのバランスを取る必要がある。これらの要素の相対的な重みは、プロジェクトやタスクによって異なる可能性がある。

ペアプログラミングの利点は、プログラマーが作業を開始する前に完全に理解していないタスク、つまり創造性と洗練さを必要とする難しいタスク、および専門家と比較して初心者にとって最も大きい。^{[ 2 ]}ペアプログラミングは、複雑なプログラミングタスクで高品質と正確性を達成するのに役立つ可能性があるが、開発労力（コスト）も大幅に増加する。^{[ 8 ]}

ペアが既に完全に理解している単純なタスクでは、ペアプログラミングは生産性の純減につながります。^{[ 2 ] [ 9 ]}コード開発時間を短縮できるかもしれませんが、プログラムの品質が低下するリスクもあります。^{[ 8 ]}また、初心者同士のペアプログラミングでは、指導してくれるメンターが十分にいない場合、生産性が低下する可能性があります。^{[ 10 ]}

GitHub CopilotなどのAI支援ツールを使用するプログラマーを対象とした調査では、一部のプログラマーはAI支援をペアプログラミングに似ていると考えているものの、実際にはプログラマーの経験という点でそのようなツールの使用は大きく異なり、人間のプログラマーはドライバーとナビゲーターの役割を繰り返し切り替える必要があることがわかった。^{[ 11 ]}

ペアのパフォーマンスが良くないことを示す兆候がいくつかあります。

• 離脱の兆候としては、メンバーの一人がキーボードから物理的に離れる、メールにアクセスする、あるいは眠ってしまうといった行動が見られる場合がある。
• 「マスターを見習う」現象は、一方のメンバーが他方よりも経験豊富である場合に発生する可能性があります。このような状況では、経験の浅いメンバーは観察者の役割を担い、コーディング作業の大部分を経験豊富なメンバーに任せることになります。これは、容易にエンゲージメントの低下につながる可能性があります。

専門家－専門家

専門家同士のペアリングは、最高の生産性を得るための当然の選択肢のように思え、素晴らしい結果を生み出すことができるが、両者が確立された慣行に疑問を呈する可能性が低いため、問題を解決する新しい方法についての洞察はほとんど得られないことが多い。^{[ 2 ]}

エキスパート～初心者

専門家と初心者の組み合わせは、専門家が初心者を指導する多くの機会を生み出します。この組み合わせは、初心者が確立された慣習に疑問を抱く可能性が高いため、新しいアイデアをもたらすこともあります。確立された慣習を説明する必要のある専門家も、それらに疑問を抱く可能性が高くなります。しかし、この組み合わせでは、気後れした初心者は受動的に「師匠を見守る」だけで、有意義な参加をためらうかもしれません。また、専門家の中には、建設的な初心者の参加を許容するのに必要な忍耐力がない人もいるかもしれません。^{[ 12 ]}

初心者～初心者

初心者同士のペアリングは、2人の初心者が独立して作業するよりもはるかに優れた結果を生み出す可能性があるが、適切なロールモデルがないと初心者が良い習慣を身につけるのが難しくなるため、この方法は一般的には推奨されない。^{[ 3 ]}

リモートペアプログラミングは、仮想ペアプログラミングまたは分散ペアプログラミングとも呼ばれ、2 人のプログラマーが異なる場所にいて、共同リアルタイムエディタ、共有デスクトップ、またはリモートペアプログラミングIDEプラグインを介して作業するペアプログラミングです。 ^{[ 13 ]}リモートペアリングでは、調整に余分な時間がかかる、インデックス カードのような「軽量」なツールではなく「重量級」のタスク追跡ツールに頼る、口頭でのコミュニケーションが失われ、「キーボードを持っているのは誰か」などのことで混乱や衝突が生じるなど、対面ペアリングにはない困難が生じます。^{[ 14 ]}

ツールサポートは以下によって提供される可能性があります。

• 全画面共有ソフトウェア^{[ 15 ] [ 16 ]}
• 端末多重化装置
• 特殊な分散編集ツール
• 画面共有ソフトウェアに双方向音声機能がない場合は、音声チャットプログラムやVoIPソフトウェアが役立つでしょう。ヘッドセットを使用すれば、プログラマーは両手を自由に使うことができます。
• クラウド開発環境
• 共同ペアプログラミングサービス

• エクストリームプログラミング
• 共同注意
• チームプログラミング（モブプログラミングとも呼ばれる）
• ボディダブル

• wikiHow: ペアプログラミングの方法ペアプログラミングを成功させるための一般的なノウハウをまとめたハウツーガイドです。
• タプル：ペアプログラミングガイド ペアプログラミングのスタイル、アンチパターンなどを網羅したガイド。ペアプログラミングのサンプル動画も含まれています。
• c2:ペアプログラミング
• c2:ペアプログラミングパターン
• c2:ペア回転周波数