Java言語で学ぶデザインパターン入門第3版

2021年11月15日

SBクリエイティブ

著者：結城浩

はじめに
本書の特徴
本書の読者
本書の構成
本書のサンプルプログラム
本書で使う用語上の注意
謝辞
「増補改訂版」の刊行にあたって
「第3版」の刊行にあたって
目次
UMLについて
　UML
　クラス図
　クラスの関連
　シーケンス図
デザインパターンを学ぶ前に

第1部デザインパターンに慣れる
第1章 Iterator－処理を繰り返す
　Iteratorパターン
　サンプルプログラム
　　Iterableインタフェース
　　Iteratorインタフェース
　　Bookクラス
　　BookShelfクラス
　　BookShelfIteratorクラス
　　Mainクラス
　Iteratorパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　実装がどうであれ、Iteratorを使える
　　抽象クラスやインタフェースはどうも苦手で・・・
　　AggrgegateとIteratorの対応
　　「次」は間違いやすい
　　「最後」も間違いやすい
　　複数のIterator
　　deleteIteratorは不要
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第2章 Adapter－一皮かぶせて再利用
　Adapterパターン
　サンプルプログラム(1)(継承を使ったもの)
　　Bannerクラス
　　Printインタフェース
　　PrintBannerクラス
　　Mainクラス
　サンプルプログラム(2)(委譲を使ったもの)
　　Printクラス
　　PrintBannerクラス
　Adapterパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　どんなときに使うのだろう
　　たとえソースがなくても
　　バージョンアップと互換性
　　かけ離れたクラス
　　継承と委譲のどちらを使うべきか
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第2部サブクラスにまかせる
第3章 Template Method－具体的な処理をサブクラスにまかせる
　Template Methodパターン
　　テンプレートとは何か
　　Template Methodパターンとは何か
　サンプルプログラム
　　AbstractDisplayクラス
　　CharDisplayクラス
　　StringDisplayクラス
　　Mainクラス
　Template Methodパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　ロジックが共通化できる
　　スーパークラスとサブクラスの連携プレー
　　サブクラスをスーパークラスと同一視する
　関連しているパターン
　補講：クラス階層と抽象クラス
　　スーパークラスからサブクラスへの要請
　　抽象クラスの意義
　　スーパークラスとサブクラスの協調
　この章で学んだこと
　練習問題

第4章 FactoryMethod－インスタンス作成をサブクラスにまかせる
　Factory Methodパターン
　　サンプルプログラム
　　Productクラス
　　Factoryクラス
　　IDCardクラス
　　IDCardFactoryクラス
　　Mainクラス
　Factory Methodパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　フレームワークと肉付け
　　インスタンス生成－メソッドの実装方法
　　パターン利用と開発者間の意思疎通
　　static Factory Method
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第3部インスタンスを作る
第5章 Singleton―たった1つのインスタンス
　Singletonパターン
　サンプルプログラム
　　Singletonクラス
　　Mainクラス
　Singletonパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　なぜ制限を設ける必要があるのか
　　唯一のインスタンスはいつ生成されているか
　　enumを使ったSingleton
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第6章 Prototype―コピーしてインスタンスを作る
　Prototypeパターン
　サンプルプログラム
　　Productインタフェース
　　Managerクラス
　　MessageBoxクラス
　　UnderlinePenクラス
　　Mainクラス
　Prototypeパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　クラスからインスタンスを作ってはいけないのか
　　クラス名は束縛なのか
　関連しているパターン
　補講：cloneメソッドとjava.lang.Cloneableインタフェース
　　Java言語のclone
　　cloneメソッドはどこで定義されているか
　　Cloneableが要求するメソッドは？
　　cloneメソッドは浅いコピーを行う
　　cloneは使いにくい
　この章で学んだこと
　練習問題

第7章 Builder―複雑なインスタンスを組み立てる
　Builderパターン
　サンプルプログラム
　　Builderクラス
　　Directorクラス
　　TextBuilderクラス
　　HTMLBuilderクラス
　　Mainクラス
　Builderパターンの登場人物
　関連しているパターン
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　誰が何を知っているか
　　依存性の注入（Dependency Injection）
　　設計時に決められること、決められないこと
　　ソースの読み方、修正の仕方
　この章で学んだこと
　練習問題

第8章 Abstract Factory―関連する部品を組み合わせて製品を作る
　Abstract Factoryパターン
　サンプルプログラム
　　抽象的な部品：Itemクラス
　　抽象的な部品：Linkクラス
　　抽象的な部品：Trayクラス
　　抽象的な部品：Pageクラス
　　抽象的な工場：Factoryクラス
　　工場を使って部品を組み合わせ、製品を作る：Mainクラス
　　抽象的な工場：ListFactoryクラス
　　抽象的な部品：ListLinkクラス
　　抽象的な部品：ListTrayクラス
　　抽象的な部品：ListPageクラス
　サンプルプログラムに別の具体的な工場を追加
　　抽象的な工場：DivFactoryクラス
　　抽象的な部品：DivLinkクラス
　　抽象的な部品：DivTrayクラス
　　抽象的な部品：DivPageクラス
　Abstract Factoryパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　具体的な工場を新たに追加するのは簡単
　　部品を新たに追加するのは困難
　関連しているパターン
　補講：インスタンスの作り方いろいろ
　この章で学んだこと
　練習問題

第4部分けて考える
第9章 Bridge―機能の階層と実装の階層を分ける
　Bridgeパターン
　　クラス階層の2つの役割
　サンプルプログラム
　　機能のクラス階層：Displayクラス
　　機能のクラス階層：CountDisplayクラス
　　実装のクラス階層：DisplayImplクラス
　　実装のクラス階層：StringDisplayImplクラス
　　Mainクラス
　Bridgeパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　分けておけば、拡張するのが楽になる
　　継承は固い結びつき、委譲はゆるやかな結びつき
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第10章 Strategy―アルゴリズムをごっそり切り替える
　Strategyパターン
　サンプルプログラム
　　Hand型
　　Strategyインタフェース
　　WinningStrategyクラス
　　ProbStrategyクラス
　　Playerクラス
　　Mainクラス
　Strategyパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　わざわざStrategy役を作る必要ってあるの？
　　実行中に切り替えることも可能
　　さまざまな乱数発生器
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第5部同一視
第11章 Composite―容器と中身の同一視
　Compositeパターン
　サンプルプログラム
　　Entryクラス
　　Fileクラス
　　Directoryクラス
　　Mainクラス
　Compositeパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　複数と単数の同一視
　　addはどこに置くべきか
　　再帰的構造はあらゆる場面で登場する
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第12章 Decorator−飾り枠と中身の同一視
　Decoratorパターン
　サンプルプログラム
　　Displayクラス
　　StringDisplayクラス
　　Borderクラス
　　SideBorderクラス
　　FullBorderクラス
　　Mainクラス
　Decoratorパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　透過的なインタフェース(API)
　　中身を変えずに、機能追加ができる
　　動的な機能追加ができる
　　単純な品揃えでも、多様な機能追加ができる
　　java.ioパッケージとDecoratorパターン
　　java.nio.file.Files
　関連しているパターン
　補講：継承と委譲における同一視
　　継承－サブクラスとスーパークラスとを同一視
　　委譲－自分と委譲先とを同一視
　この章で学んだこと
　練習問題

第6部構造を渡り歩く
第13章 Visitor―構造を渡り歩きながら仕事をする
　Visitorパターン
　サンプルプログラム
　　Visitorクラス
　　Elementインタフェース
　　Entryクラス
　　Fileクラス
　　Directoryクラス
　　ListVisitorクラス
　　Mainクラス
　　Visitor側とElement側の相互呼び出し
　Visitorパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　ダブルディスパッチ
　　なぜこんなに複雑なことをするのか
　　The Open-Closed Principle－拡張については開き、修正については閉じる
　　ConcreteVisitor役の追加は簡単
　　ConcreteElement役の追加は困難
　　Visitorが処理するためには何が必要か
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第14章 Chain of Responsibility―責任のたらい回し
　Chain of Responsibilityパターン
　サンプルプログラム
　　Troubleクラス
　　Supportクラス
　　NoSupportクラス
　　LimitSupportクラス
　　OddSupportクラス
　　SpecialSupportクラス
　　Mainクラス
　Chain of Responsibilityパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　要求を出す人と要求を処理する人をゆるやかに結びつける
　　動的に連鎖の形態を変える
　　自分の仕事に集中できる
　　たらい回しで処理は遅くならないのか
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第7部シンプルにする
第15章 Facade―シンプルな窓口
　Facadeパターン
　サンプルプログラム
　　Databaseクラス
　　HtnlWriterクラス
　　PageMakerクラス
　　Mainクラス
　Facadeパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　Facade役がやっていることは何だろう
　　再帰的なFacadeパターンの適用
　　プログラマがFecadeを作られない理由－心理的要因
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第16章 Mediator―相手は相談役1人だけ
　Mediatorパターン
　サンプルプログラム
　　Mediatorクラス
　　Colleagueクラス
　　ColleagueButoonクラス
　　ColleagueTextFieldクラス
　　ColleagueCheckboxクラス
　　LoginFrameクラス
　　Mainクラス
　Mediatorパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　分散が災いになるとき
　　通信経路の増加
　　再利用できるのは何か？
　　GUIプログrマイン具の注意点
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第8部状態を管理する
第17章 Observer―状態の変化を通知する
　Observerパターン
　サンプルプログラム
　　Observerインタフェース
　　NumberGeneratorクラス
　　RandomNumberGeneratorクラス
　　DigitObserverクラス
　　GraphObserverクラス
　　Mainクラス
　Observerパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　ここにも交換可能性が登場する
　　Observerの順序
　　Observerの行為がSubjectに影響を与えるとき
　　更新のためのヒント情報の扱い
　　「観察」よりも「通知」になっている
　　Model/View/Controller（MVC）
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第18章 Memento―状態を保存する
　Mementoパターン
　サンプルプログラム
　　Mementoクラス
　　Gamerクラス
　　Mainクラス
　Mementoパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　2つのインタフェース(API)とアクセス制御
　　Mementoをいくつ持つ？
　　Mementoの賞味期限は？
　　Caretaker役とOriginator役を分けること意味
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第19章 State―状態をクラスとして表現する
　Stateパターン
　サンプルプログラム
　　金庫設備システム
　　Stateパターンを使わない疑似コーディング
　　Stateパターンを使った疑似コーディング
　　Stateインタフェース
　　DayStateクラス
　　NightStateクラス
　　Contextインタフェース
　　SafeFrameクラス
　　Mainクラス
　Stateパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　分割して統治せよ
　　状態に依存した処理
　　状態遷移は誰が管理すべきか
　　自己矛盾が起こらない
　　新しい状態を追加するのは簡単
　　複数の顔を持つインスタンス
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第9部無駄をなくす
第20章 Flyweight―同じものを共有して無駄をなくす
　Flyweightパターン
　サンプルプログラム
　　BigCharクラス
　　BigCharFactoryクラス
　　BigDtringクラス
　　Mainクラス
　Flyweightパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　複数個所に影響が及ぶ
　　intrinsicとextrinsic
　　管理されているインスタンスは、ガベージコレクションされない
　　メモリ以外のリソース
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第21章 Proxy―必要になってから作る
　Proxyパターン
　サンプルプログラム
　　Printerクラス
　　Printableインタフェース
　　PrinterProxyクラス
　　Mainクラス
　Proxyパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　代理人を使ってスピードアップ
　　代理人と本人を分ける必要はあるのか
　　代理と委譲
　　透過的ということ
　　HTTPプロキシー
　　さまざまなProxy
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第10クラスで表現する
第22章 Command―命令をクラスにする
　Commandパターン
　サンプルプログラム
　　Commandインタフェース
　　MacroCommandクラス
　　DrawCommandクラス
　　Drawableインタフェース
　　DrawCanvasクラス
　　Mainクラス
　Commandパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　命令が持つべき情報は？
　　履歴の保存
　　アダプター
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題

第23章 Interpreter―文法規則をクラスで表現する
　Interpreterパターン
　ミニ言語
　　ミニ言語の命令
　　ミニ・プログラムの例
　　ミニ言語の文法
　　ターミナル・エクスプレッションとノンターミナル・エクスプレッション
　サンプルプログラム
　　Nodeクラス
　　ProgramNodeクラス
　　CommandListNodeクラス
　　CommandNodeクラス
　　RepeatCommandNodeクラス
　　PrimitiveCommandNodeクラス
　　Contextクラス
　　ParseExceptionクラス
　　Mainクラス
　Interpreterパターンの登場人物
　あなたの考えを広げるためのヒント
　　他にどんなミニ言語があるのだろうか
　　読み飛ばすか読み取るか
　関連しているパターン
　この章で学んだこと
　練習問題