• 2023/3/24
• 3分

【GoF】23種類のデザインパターンとは？Swiftでよく使う活用例

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アプリケーションなどのソフトウェア開発における設計知識として「GoF」の「デザインパターン」についてまとめて行きます。

GoFのデザインパターンとは？

GoFのデザインパターンとはオブジェクト指向ソフトウェアの設計に関する知見やノウハウに再利用性しやすいようにまとめたものです。

これは1994年にErich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、John Vlissidesの4人の著者によって出版された、「Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software」という書籍に記載された23種類のソフトウェアデザインパターンとして初めて世の中に公開されました。その4人のことをまとめてGoF(Gang of Four)と呼ばれています。

デザインパターンはオブジェクト指向型のプログラミング言語を使用したソフトウェア開発において基本的な考え方や設計原則を表現したものです。そのため今でもJavaやC#、Python、Ruby、Swiftなど数多くのオブジェクト指向型のプログラミング言語で活用されています。

しかし言語やプラットフォームによってデザインパターンの具体的な実装方法や適用範囲が異なる場合が多いので特定の言語やプラットフォームに依存せず、一般的な設計原則を理解し、柔軟な設計を行うことが重要です。

23種類のデザインパターン

ざっと23種類存在するデザインパターンを見てみましょう。これらは大きく分けて「生成に関するパターン」、「構造に関するパターン」、「振る舞いに関するパターン」の3つのカテゴリに分かれています。

生成に関するパターン

構造に関するパターン

振る舞いに関するパターン

Swiftの設計で見るデザインパターン

Swiftでもデザインパターンがさまざまな箇所で活用されています。Swiftでの実例を見ながらよく使われているパターンの概要を整理しておきます。

Singletonパターン

Singleton(シングルトン)パターンはクラスインスタンスを1つしか生成しないデザインパターンです。これによりアプリ全体で共通したデータを扱うことができるようになっています。

SwiftではUIApplicationやUserDefaultsなどでシングルトンインスタンスが活用されています。実際にはクラスのプロパティに自身のインスタンスを格納し、そのプロパティを常に参照することで同じインスタンスを保証させます。

UIApplication.shared
UserDefaults.standard

なのでシングルトンは簡単にオリジナルクラスに組み込むことが可能です。

class UserModel {
    // シングルトンとなるようにsharedプロパティを定義
    public var shared = UserModel()
}

MVCパターン

アーキテクチャとして知られるMVCもデザインパターンの1種です。プログラムの役割をView、Controller、Modelの3つに分割して設計するパターンであり、SwiftにおいてはUIKitフレームワークがMVCアーキテクチャに基づいているようです。

おすすめ記事：Swift(UIKit)のMVCアーキテクチャーとは？役割と構造まとめ

Delegateパターン

Delegate(デリゲート)パターンとは日本語で「委任/委譲」を意味する名前の通り、処理を委譲するためのデザインパターンです。 処理の委譲はオブジェクト間で行われます。SwiftにおけるDelegateの詳細は以下の記事を参考にしてください。

おすすめ記事：【Swift】delegate(デリゲート)とは？使い方とメリット

SwiftではApp DelegateやUITableViewDelegateなどがDelegateパターンに倣った処理の委任が組み込まれています。

 class ViewController: UIViewController, UITableViewDataSource, UITableViewDelegate {

    func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {

    }

    func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {

    }
}

Observerパターン

Observer(オブザーバー)パターンは日本語で「観測」を意味する通り、オブジェクトの状態を観測し、それに応じてオブジェクトを更新するデザインパターンです。対象となる2つのオブジェクトがあり「観測される側(Subject)」と「観測する側(Observer)」に分かれます。(Subjectは被写体といった意味です)

SwiftではNotificationCenterやKVO(Key-Value Observing)を利用してオブジェクトの状態変化を監視することができます。またRXSwiftなどでも活用されています。

おすすめ記事：【GoF】Observerパターンとは？Publish-Subscribeパターンとの違い

Factory Methodパターン

Factory Methodパターンはオブジェクトの生成を担当するFactoryクラスを介して、オブジェクトの生成を行うデザインパターンです。

SwiftではUIKitにおけるViewの生成(UIViewクラスのサブクラスのインスタンス化)にFactory Methodが使われています。

おすすめ記事：【Swift/UIKit】UIViewクラスとは？使い方やプロパティまとめ

// UIViewクラスはインスタンス化時にサブクラスのインスタンスを生成するためのファクトリメソッドとしてinit(frame:)メソッドを提供している
let label = UILabel(frame: CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 50))

まだまだ勉強中ですので間違っている点や至らぬ点がありましたら教えていただけると助かります。

ご覧いただきありがとうございました。