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デザインパターン解説

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
TypeScriptDesign pattern📄
オブジェクト指向プログラミング(OOP)の基本概念と、TypeScriptを使ったデザインパターンの実装例を解説しています。OOPの主要な特徴(カプセル化、継承、ポリモーフィズム、抽象化)を説明し、シングルトンパターンやファクトリーパターンの具体例を示しています。これらのパターンを使うことで、ソフトウェアの再利用性や保守性を向上させることが可能です。

シングルトンパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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シングルトンパターンは、クラスのインスタンスが1つだけであることを保証するデザインパターンです。TypeScriptでの実装では、privateコンストラクタ、静的インスタンスプロパティ、インスタンス取得用の静的メソッドを使用します。シングルトンは設定管理、ロギング、データベース接続などで利用されますが、適切な使用が必要です。

ファクトリーパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ファクトリーパターンは、オブジェクトの生成をクラスに任せることで、クライアントの依存を減らし柔軟性を向上させるデザインパターンです。TypeScriptを使った実装例では、AnimalFactoryが動物オブジェクトを生成し、クライアントは具体的なクラスを気にせずにインスタンスを取得します。このパターンは、クラス生成のロジックをカプセル化し、コードの再利用性と保守性を向上させます。

抽象ファクトリーパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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抽象ファクトリーパターンは、関連するオブジェクト群を一貫して生成するためのデザインパターンです。この記事では、ライトテーマとダークテーマのUIコンポーネントを生成する例をTypeScriptで示しています。このパターンにより、具体的なクラスに依存せず、一貫性のある製品群を作成でき、柔軟にテーマを切り替え可能です。特にGUIやデータベースアクセスなどで有効です。

ビルダーパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ビルダーパターンは、複雑なオブジェクトの生成を段階的に行い、柔軟に設定を加えながら構築するデザインパターンです。TypeScriptの例では、家のオブジェクトをガレージやプールの有無、部屋数などを設定しながら組み立てる過程を示しています。ビルダーを使うことで、オブジェクトの生成が直感的で読みやすくなり、柔軟な構成が可能になります。このパターンは、複数のバリエーションが必要なオブジェクトの構築に有効です。

プロトタイプパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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プロトタイプパターンは、既存のオブジェクトをコピーして新しいオブジェクトを生成するデザインパターンです。TypeScriptの例では、円と正方形をクローンすることでオブジェクトを複製しています。このパターンにより、複雑な初期設定を簡単に再利用でき、新しいインスタンスの生成が効率化されます。ゲーム開発やGUIアプリケーションなどでよく使われます。

アダプターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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アダプターパターンは、互換性のないインターフェース同士を接続するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使って旧式の電源プラグを新しいソケットで使用する例を通じて、アダプターパターンの仕組みを解説しています。このパターンにより、既存のクラスを変更せずに新しい環境に適合させることができ、互換性の向上とコードの再利用性が得られます。主にレガシーシステムの統合やサードパーティライブラリの利用に活用されます。

ブリッジパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ブリッジパターンは、抽象部分と実装部分を分離して独立して拡張可能にするデザインパターンです。TypeScriptでリモコンとデバイスの例を使って、異なるデバイス(テレビやラジオ)をリモコンで操作する仕組みを説明しています。このパターンにより、抽象と実装を分けて柔軟に組み合わせ、保守性と拡張性の高い設計が可能になります。用途としては、UIとプラットフォーム、データベース接続の分離などがあります。

デコレーターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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デコレーターパターンは、既存のオブジェクトに動的に新しい機能を追加するデザインパターンです。TypeScriptを使った例では、シンプルなコーヒーに対して、ミルクやシナモンをトッピングとして追加する実装を紹介しています。このパターンにより、継承を使わずに機能を拡張し、コードの柔軟性を高めることが可能です。特にUIコンポーネントの装飾やデータストリームの処理などに利用されます。

ファサードパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ファサードパターンは、複雑なシステムを簡単に利用できるように、単一のインターフェースを提供するデザインパターンです。この記事では、ホームシアターシステムを例に、複数のデバイス(テレビ、スピーカー、ブルーレイプレイヤー)をまとめて操作するファサードクラスを紹介しています。このパターンにより、システムの使いやすさ、保守性、疎結合性が向上します。特にライブラリの統合やAPIのラッピングで効果的です。

フライウェイトパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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フライウェイトパターンは、同じようなオブジェクトを共有することでメモリ使用量を最適化するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを用いて木の種類(名前、色、テクスチャ)を共有し、効率的に木を管理する例を紹介しています。このパターンにより、大量のオブジェクトを効率よく管理し、メモリの使用を抑えることが可能です。用途としては、ゲームのキャラクターやテキストエディタでの文字管理などがあります。

プロキシパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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プロキシパターンは、オリジナルオブジェクトへのアクセスを制御するために代理オブジェクトを使用するデザインパターンです。TypeScriptの例では、データベースアクセスをプロキシで管理し、初回アクセス時にデータを取得し、以降はキャッシュを利用して効率化する仕組みを示しています。このパターンにより、アクセス制御、キャッシング、遅延初期化などを実現できます。リモートアクセスやリソース節約などに利用されます。

コマンドパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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コマンドパターンは、操作をオブジェクトとしてカプセル化し、操作の呼び出し、取り消し、管理を柔軟に行うデザインパターンです。TypeScriptの例では、リモコンを使ってライトの操作を実装し、コマンドとしてオン・オフを管理しています。このパターンにより、操作の履歴管理や新しい操作の追加が容易になり、疎結合を実現します。GUI操作の抽象化やアンドゥ/リドゥの実装に適しています。

イテレーターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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イテレーターパターンは、コレクション内の要素に順次アクセスするための方法を提供するデザインパターンです。TypeScriptの例では、文字列のコレクションをイテレータで扱い、コレクションの内部構造を隠蔽しながら要素を操作しています。このパターンにより、クライアントコードはデータ構造に依存せず、統一された方法でコレクションを操作できます。特にリストやセットの遍歴などで有効です。

オブザーバーパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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オブザーバーパターンは、サブジェクト(被観察者)の状態変化を複数のオブザーバー(観察者)に通知するデザインパターンです。TypeScriptでの実装例では、天気の変化を監視し、登録されたディスプレイやファンに状態変化を通知します。このパターンにより、クラス間の依存関係を疎結合に保ちながら、リアルタイムで状態を共有することができます。用途としては、UIイベントリスナーやリアルタイムデータの更新などが挙げられます。

ストラテジーパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ストラテジーパターンは、アルゴリズムや処理を動的に選択・切り替えられるようにするデザインパターンです。この記事では、ショッピングカートにおける支払い方法をクレジットカードとPayPalで切り替える例を用いて説明しています。支払い方法を戦略として独立したクラスにし、柔軟に支払い処理を変更できる仕組みを提供します。このパターンにより、アルゴリズムの拡張が容易で、保守性が向上します。

ステートパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ステートパターンは、オブジェクトの内部状態に応じて振る舞いを変えるデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使ってオーディオプレイヤーの「停止中」「再生中」「一時停止中」の3つの状態を管理し、それぞれの状態に応じて異なる操作を実行する例を示しています。このパターンにより、条件分岐を減らし、コードの保守性と可読性を向上させることができます。

テンプレートメソッドパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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テンプレートメソッドパターンは、アルゴリズムの共通の流れをスーパークラスで定義し、具体的な処理をサブクラスに任せるデザインパターンです。この記事では、コーヒーと紅茶の作り方の共通部分をテンプレートメソッドで表現し、各飲み物の異なる作り方をサブクラスで実装しています。このパターンにより、コードの再利用性と一貫性が向上し、新しい処理を追加する際の拡張が容易になります。

ビジターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ビジターパターンは、オブジェクトの構造を変更せずに新しい操作を追加するデザインパターンです。この記事では、図形(サークルと四角形)に対して異なる操作(面積計算や描画)を行うビジターを使って、データ構造と処理を分離する方法を説明しています。このパターンにより、新しい処理を追加しやすくなり、コードの保守性と拡張性が向上します。特にデータ構造が固定され、操作が頻繁に変わる場合に有効です。

チェーン・オブ・リスポンシビリティパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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チェーン・オブ・リスポンシビリティパターンは、リクエストを複数のハンドラーが順番に処理するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使い、低・中・高レベルのリクエストを異なるハンドラーで処理する例を紹介しています。このパターンにより、リクエストの送信者と受信者を疎結合に保ちながら、処理の流れを柔軟に管理できます。カスタマーサポートやログシステムなどで利用されます。

メディエーターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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メディエーターパターンは、複数のオブジェクト間の通信を仲介するオブジェクトを導入し、相互依存を減らして疎結合を実現するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使ってチャットルームで複数のユーザーがメッセージをやり取りする例を示しています。このパターンにより、オブジェクト間の依存関係を減らし、システムの保守性と拡張性が向上します。チャットシステムやGUIコンポーネントの連携に有効です。

メメントパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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メメントパターンは、オブジェクトの状態を保存し、後でその状態に復元するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使ったテキストエディタの例を用いて、テキストの状態を保存・復元する方法を説明しています。このパターンにより、アンドゥ/リドゥ機能の実装が容易になり、オブジェクトの内部状態を安全に管理できます。テキストエディタやゲームの進行状況の保存などに有効です。

MVCパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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MVCパターンは、アプリケーションをモデル、ビュー、コントローラーの3つに分割し、責務を明確にするデザインパターンです。TypeScriptの例では、カウンターアプリケーションを通じてモデル(データ管理)、ビュー(表示)、コントローラー(操作の管理)を分離する方法を示しています。このパターンにより、保守性、再利用性、疎結合が実現しやすくなります。主にウェブやデスクトップアプリケーションで使用されます。

MVVMパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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MVVMパターンは、Model、View、ViewModelの3つに分けてUIとビジネスロジックを分離するデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを使ったカウンターアプリケーションの例を通じて、各役割の関係を解説しています。このパターンにより、データバインディングを用いた疎結合な設計が可能になり、UIの保守性やテストのしやすさが向上します。主にSPAやフォームの入力検証で活用されます。

サービスロケーターパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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サービスロケーターパターンは、依存関係を効率的に管理するためのデザインパターンです。この記事では、TypeScriptを用いてサービスの登録と取得を一元化する例を紹介しています。このパターンにより、クライアントコードとサービスの結合度を低く保ち、保守性と再利用性を向上させることが可能です。ただし、DIコンテナと異なり、自動的な依存解決は行われません。

ディペンデンシーインジェクション(DI)

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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ディペンデンシーインジェクション(DI)は、オブジェクトの依存関係を外部から注入することで、クラス間の結合度を減らし、コードの保守性を向上させる設計手法です。TypeScriptでの実装例では、メール送信サービスを外部から注入することで、柔軟なサービス切り替えを実現しています。DIの利点として、疎結合化、テストの容易さ、拡張性の向上が挙げられます。これにより、より保守性の高いアプリケーションを構築できます。

パブリッシュ・サブスクライブパターン

公開日:11/17/2024更新日:11/28/2024
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パブリッシュ・サブスクライブパターンは、イベントを発行者と購読者の間で疎結合に処理するデザインパターンです。TypeScriptの例では、EventEmitterクラスを使い、複数の購読者がイベントに反応するシステムを実装しています。このパターンにより、イベント駆動型の設計が可能になり、クラス間の依存関係を減らし、システムの拡張性と保守性が向上します。主にユーザーインターフェースやリアルタイムデータ処理で利用されます。