第3部: GoFデザインパターン¶

デザインパターンは、繰り返し現れる設計問題への定型解のカタログです。GoF(Gang of Four: Gamma, Helm, Johnson, Vlissides)の23パターンが古典として整理されています。

パターンを学ぶ目的(重要)¶

パターン名を暗記することではなく、「この問題には、どんな選択肢があり、なぜこの構造を選ぶのか」を判断できるようになることが目的です。各ページは必ず「パターンなしの実装 → 問題点 → 適用 → 失うもの → 使わない場面」の順で書かれています。「使わない場面」まで読んで1ページです。

パターンは発明ではなく発見: 優れたコードに繰り返し現れた形に名前を付けたもの。名前は会話の道具(「ここObserverでいいよね」)として最も価値があります。
パターンは絶対規則ではない: 適用すること自体に価値はなく、問題がないところに適用すればただの複雑化です。
言語で形は変わる: GoF本はC++/Smalltalk時代のもの。C++20ではラムダやstd::function、テンプレートで簡潔になるパターンが多く、各ページで現代的な形も示します。

分類	何を扱うか	直感
生成 (Creational)	オブジェクトを「誰が・どうやって」作るか	`new` を直接書くと生成方法に結合する。生成の柔軟性が欲しいときの道具
構造 (Structural)	クラス・オブジェクトを「どう組み合わせて」大きな構造を作るか	包む・繋ぐ・まとめる。既存のものを変えずに形を合わせる道具
振る舞い (Behavioral)	オブジェクト間の「責任分担と通信」をどうするか	誰が何を決め、どう伝えるか。アルゴリズムと通知の道具

パターン	一言で	ゲームでの典型
Chain of Responsibility	処理者の連鎖に流す	ダメージ軽減の段階処理、UIイベント伝播
Command	操作をオブジェクト化	入力のリバインド、Undo、リプレイ
Interpreter	文法を持つ言語を解釈	スキルスクリプト、数式パーサ
Iterator	走査を抽象化	コンテナ走査(C++ではイテレータとして言語に溶けている)
Mediator	多対多の通信を仲介役に集約	UI画面内の部品間調整
Memento	状態のスナップショットを保存	セーブ、Undo、リプレイの基準点
Observer	変化を購読者に通知	イベント通知全般(C#のevent)
State	状態ごとの振る舞いをオブジェクト化	キャラの状態遷移、AI
Strategy	アルゴリズムを差し替え可能に	移動アルゴリズム、AI難易度
Template Method	骨格を親、詳細を子に	ゲームモードの共通フロー
Visitor	構造側を変えずに操作を追加	シーンツリーへの操作追加(使用は稀)

演習で総仕上げをしてください。