1. OOP & Design Patterns
Iii_SGMI #5 “Pattern Language”
Ryohei SUZUKI

2. OOP – Object Oriented Programming
オブジェクト指向プログラミングと
は？

3. プログラムとは？
• 計算機が解釈、実行することの出来るデータ
• 計算機のモデル
– ラムダ計算, 帰納的関数, チューリングマシン, etc…
• 一般的には
– 実行ファイルはバイナリデータ（機械語）
– ソースコードはテキストデータ
• プログラムは形式的な記述

4. プログラミングとは？
• プログラム
– 機械語に翻訳される記号列
– プログラミング言語：単一の記号体系
• プログラミングとは、プログラムを書くこと
– トートロジーのようではあるが…
– 形式的な記号列であれば形態は問われない
• （記号列は文字列である必要もない）
– コーディングは必要条件ではない

5. プログラミング言語のパラダイム
• プログラミング言語は多数存在する
– C/C++, Java, Ruby, Haskell, PHP, Lisp, asm, Ocaml, …
– 数学的にはおよその言語は等価（チューリング完
全）
• 言語同士の差とは？
– 採用するパラダイム
– 記法
– 動作する環境
– 標準的な用途

6. プログラミング言語のパラダイム
• パラダイムって？
– 言語の備える性質, 必ずしも背反ではない
– 基本的には、何らかの「抽象化」に対応する
– 手続き型プログラミング
– 関数型プログラミング
– 論理型プログラミング
– オブジェクト指向プログラミング
– etc.

7. プログラミング言語のパラダイム
• 手続き型プログラミング
– C, C++など普及した言語はほとんどが採用
– 逐次的に機械が行う処理を記述する
• 関数型プログラミング
– Haskell, OCamlなどが採用
– 数学的な記法によるプログラミング
– 圏論など抽象数学との直接的対応がある

8. オブジェクト指向プログラミン
グ
• プログラムを構造的に抽象化するアプローチ
– cf. 関数型言語：数学的抽象化
– 計算機上の実体（メモリ上のデータ）を概念構造として
解釈
– 概念間の関係性、やり取りの記述によるプログラミング
– 日常的な概念操作をプログラミングに持ち込む
– クラスベースとプロトタイプベースに分けられる
• 今回はクラスベースを扱う

9. 具体例

10. OOPの利点
• 構造化・モジュール化が進む
– メンテナンス性の向上
– 再利用性の向上
• 構造の理解が容易になる
– UMLなどのインターフェイスの存在
• 設計が容易になり、生産性が向上する
– ノウハウの蓄積が推進

11. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software
デザインパターン

12. デザインパターン
• 「オブジェクト指向における再利用のためのデザインパ
ターン」
• OOPのプラクティスをまとめたもの
– OOP設計＝プログラム上の概念の構造化
– プログラムに内在するオントロジーの公約数集合
• 絶対のものではない
– 亜種、派生も多数存在する
– 技術的要請によって新たなパターンが生じる

13. デザインパターンの実際
• 業務プログラミングでの生産性向上のための活用
• 言語設計において強く意識される
– 糖衣構文の容易など
– ex) Iteratorパターン → foreach構文の導入
• プログラムの共通言語としての存在
– ライブラリ設計など
– 分野に関わらずデザインパターンが意識されている

14. パタン・ランゲージとの関係性
• 非OOPコード, 図面
– 還元論的には全部入っている
– 専門的な知識があればイメージを起こせる
– イメージとは？
• プロジェクトの目的
– 住みたい家, 満たすべき条件 = プログラムの仕様書
– これだけではプログラムを作れない

15. パタン・ランゲージとの関係性
• パタン・ランゲージ
– 要求と図面の媒介
– 建築物のセマンティックな分節、形式化
• デザインパターン
– 目的動作とプログラムの媒介
– プログラム上の概念のセマンティックな分節、形式化
• 柔軟性＋目的と向かい合った設計を実現する

16. Let’s learn the Design Patterns!
デザインパターンを知ろう

17. 生成に関するパターン
• Abstract Factory
• Builder
• Factory Method
• Prototype
• Singleton

18. 構造に関するパターン
• Adapter • Facade
• Bridge • Flyweight
• Composite • Proxy
• Decorator

19. 振る舞いに関するパターン
• Chain of Responsibility • Observer
• Command • State
• Interpreter • Strategy
• Iterator • Template Method
• Mediator • Visitor
• Memento