- Ruby / Rails以外の開発一般
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更新情報
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- #1 作成系デザインパターン（本記事）
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原著者の許諾を得て、MITライセンスに基づき翻訳・公開いたします。
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デザインパターンとは、常に繰り返される問題を解決するためのものであり「特定の問題に取り組む方法のガイドライン」です。デザインパターンはクラスではありませんし、アプリに追加するだけで奇跡を起こしてくれるようなパッケージやライブラリでもバトルスピリッツ キメラモン 3枚。デザインパターンはそうしたものではなく、特定の状況で特定の問題に取り組む方法を示すガイドラインであるとご理解ください。
デザインパターンとは、常に繰り返される問題を解決するためのものであり「特定の問題に取り組む方法のガイドライン」です。
には次のように書かれています。
ソフトウェアエンジニアリングにおけるデザインパターンとは、ソフトウェア設計上の特定コンテキストにおいてよく発生する問題に対する「一般的かつ再利用可能な問題解決法」である。デザインパターンは、ソースコードやマシンコードに直接置換えられるような最終設計ではない。デザインパターンは、さまざまな状況に適用可能な問題解決法の記述、またはテンプレートである。
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- デザインパターンは、あらゆる問題を解決する「銀の弾丸」ではありません。
- デザインパターンを強制してはなりません。無理にデザインパターンを適用すれば良くない結果が生じることでしょう。デザインパターンは、問題が起こってからそれ✴︎美品・ファミリア・定番チェック・ウールコート・90cm解決するものであって、問題をあら捜しして解決するものではありません。デザインパターンに過剰な期待を持たないことです。
- 適切な場所で適切に用いられたデザインパターンは、救いの神になるでしょう。そうでないデザインパターンは荒れ狂い、コードをめちゃめちゃにしてしまうことでしょう。
追伸: 以下のコードサンプルではPHP-7を使っていますが、コンセプトはどの言語でも同じなので、どうかページを閉じないでください。ついでながら、他の言語のサポートについては現在作業中です。
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わかりやすくまとめるとこうです。
作成系パターンとは、もっぱらオブジェクトのインスタンス化や、関連するオブジェクトのグループ化を行うパターンです。
ではこうです。
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家造りでドアが必要になったときを考えてみましょう。家の中でドアが必要になるたびにいちいち作業着に着替えてドアを一からこしらえていたのでは煩雑になるばかりです。そんなことをするより、既製品のドアを工場（）から運んでくるのが普通でしょう。
わかりやすくまとめるとこうです。
simple パターンは、クライアントが必要とするインスタンスを単に生成するものです。このとき、インスタンス生成ロジックはクライアントから見えないようにうまく隠しておきます。
ではこうです。
オブジェクト指向プログラミング（OOP）におけるとは、他のオブジェクトを作成するオブジェクトのことである。元々は、メソッド呼び出しからさまざまなプロトタイプやクラスのオブジェクトを返す関数やメソッドのことを指していた。
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最初に、ドアのインターフェイスと実装を記述します。
次に、ドアのを記述します。このはドアを作成して返します。
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オブジェクトを作成するときに、引数を渡す他にロジックも少々加えたいのであれば、そうしたコードをあちこちで繰り返し書くよりも、それ専用の作ってそこに入れておく方が合理的です。
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現実世界になぞらえるとこうです。
ある採用担当の管理職を題材にして考えてみましょう。一般に、面接官があらゆる職種（開発、営業、経理など）向けの面接をひとりですべてこなすのは不可能です。欠員の生じた職種によっては、面接を別の人に委任しなければならないでしょう。
わかりやすくまとめるとこうです。
インスタンス化のロジックを子クラスに委譲する手段を提供するものです。
ではこうです。
クラスベースのプログラミングにおける パターンは、オブジェクト作成時に、作成するオブジェクトのクラスを厳密に指定しないで済むようにしたいという問題に を使う。問題解決は、 呼び出しでオブジェクトを作成することで行われる。方法は2とおり: をインターフェイスで指定し実装は子クラスで行うか、ベース（親や先祖）クラスに実装し、必要なら派生クラスでオーバーライドする。コンストラクタの呼び出しでは行わない。
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面接の例を使うことにします。最初に面接官のインターフェイスと実装を少々記述します。
続いて採用担当の管理職を記述します。
これで、どの子クラスも拡張可能になり、必要な面接官を提供できるようになります。
これで、次のように使うことができます。
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あるクラスに何らかの一般的な処理があるが、実行時にサブクラスを動的に決定する必要がある場合に便利です。言い換えると、サブクラスで必要になりそうなものをクライアントが正確には知らない（または知る必要がない）場合です。
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現実世界になぞらえるとこうです。
のドアのたとえをもう少し広げて考えてみましょう。木製ドアは木製ドア専門店、鉄製ドアは鉄専門店、塩ビドアはそれ専門の店から入手したいとします。かつ、ドアの種類ごとに違う職人が必要になるとします（木製なら大工、鉄製なら溶接工、など）。すなわち、現在取り付けられているドアの種類に応じて、木製ドアには大工を、鉄製ドアなら溶接工を、といった具合に職人を頼む必要があります。
わかりやすくまとめるとこうです。
複数のファクトリーに対する1つのファクトリー（a of ）は、個別のファクトリーを束ねてグループ化しますが、関連する（または依存する）ファクトリーの具体的なクラスを指定しません。
ではこうです。
パターンは、テーマの共通な個別のファクトリーのグループをカプセル化する手段を提供する。このとき、ファクトリーの具体的なクラスを指定しない。
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先のドアの例に手を加えます。最初に、Doorドアーズ♪ グリーン ウエストギャザーストライプシャツ
続いて、ドアの種類に応じた取付職人を記述します。
これでができました。これによって、関連するオブジェクト（木製ドアのは木製ドアと木製ドア取付職人を1つずつ作成し、鉄製ドアのは鉄製ドアと鉄製ドア取付職人を1つずつ作成する、など）をファミリーごとにまとめることができます。
これで、以下のように使うことができます。
見てのとおり、木製ドアのにがカプセル化され、鉄製ドアのにはとwelderがカプセル化されています。これで、作成したドアの種類に合わない取付職人を呼び出すことがなくなります。
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依存関係が双方向で、作成のロジックがある程度以上複雑な場合。
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現実世界になぞらえるとこうです。
ハーディーズ（ 米国のレストランチェーン）で何か注文するところを考えます。たとえば「ビッグハーディ」を頼めば、店の人は何も聞かずに持ってきます。これだとの例になります。しかしたとえば、少し凝ったサブウェイ風のが欲しい場合、ハンバーガーの作り方にはいろいろなオプションが考えられます（どんなバンズにするか、ソースの種類は何がいいか、チーズはどれにするか、など）。このような場合にはパターンが助けに来てくれるでしょう。
わかりやすくまとめるとこうです。
コンストラクタを汚さないようにしながら、さまざまなフレーバー 味や香り、転じて追加的な要素）を持つオブジェクトを作成できるようになります。オブジェクトにさまざまなフレーバーがある場合や、オブジェクトの作成に関連する手順が多い場合に有用です。
ではこうです。
パターンとは、オブジェクト作成におけるアンチパターンの解決を目指す意図を持つソフトウェアデザインパターンである。
アンチパターンについて少しだけ説明しておこうと思います。ひと頃、以下のようなコンストラクタをよく見かけたものです。
見てのとおり、コンストラクタのパラメータ数はあっという間に増えて手に負えなくなり、パラメータの並びを理解するのが困難になってしまいます。さらに、今後オプションを追加したくなればパラメータリストは大きくなる一方でしょう。これがアンチパターンです。
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これに対するまともな手法がbuilderパターンです。最初に、作りたいハンバーガーBurgerを記述します。
続いてを記述します。
これで以下のように書けます。
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オブジェクトにいくつものフレーバーがあり、telescoping を避ける場合に有用です。パターンとの大きな違いは、パターンは作成が1ステップでできる場合に使うのに対し、builderパターンは作成に複数のステップを踏む場合に使う点です。
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現実世界になぞらえるとこうです。
クローン羊ドリーを覚えていますか？詳しい点はともかく、ここで重要なのは「クローン」です。
わかりやすくまとめるとこうです。
prototypeパターンは、既存のオブジェクトを「クローン」することでオブジェクトを作成します。
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パターンとは、ソフトウェア開発における作成系デザインパターンであり、作成するオブジェクトの種類はプロトタイプとしてのインスタンスによって決定される。このインスタンスをクローンすることで新しいオブジェクトを生成する。
要するに、オブジェクトをスクラッチから苦労して作成・セットアップするのではなく、既存のコピーを作成して必要に応じて改変できるのがprototypeパターンです。
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ではで簡単にクローンを実現できます。
これで以下のようにクローンを実行できるようになります。
というマジックメソッドを使うと、クローンする際の振る舞いを変更することもできます。
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オブジェクトが既存オブジェクトに近いものであることが求められる場合や、オブジェクト作成のコストがクローンよりも高い場合に有用です。
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現実世界になぞらえるとこうです。
一国の大統領は、普通1人だけです。実際に表敬訪問する大統領は常に同一人物でなければなりません。大統領はなのです。
わかりやすくまとめるとこうです。
あるクラスのオブジェクトが常に1つだけ作成されることを保証します。
ではこうです。
ソフトウェア・エンジニアリングにおけるパターンとは、クラスのインスタンスを常に1オブジェクトに制限するソフトウェアデザインパターンです。システム全体に渡る操作を1つのオブジェクトだけが扱う必要がある場合に役に立つ。
パターンは実際にはアンチパターンであると考えられており、使い過ぎは慎むべきです。それ自体は悪くありませんし、有用なユースケースもいくつかありますが、アプリケーションにグローバルステートを持ち込んでしまうのと、ある箇所での変更が他の箇所にも影響してしまうことでデバッグがかなり難しくなってしまうため、利用の際には十分注意が必要です。
もうひとつ問題なのは、コードが密結合になってしまい、シングルトンのモックを作ることが難しくなってしまう点です。
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を作成するには、コンストラクタをにし、クローンを無効にし、拡張（extend）を無効にしてから、静的変数を作成してインスタンス内に配置します。
使うときは以下のようにします。
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