プログラム再構成に関する特許申請について

ソフトウェア工学
知能情報学部
新田直也
オブジェクト指向以降の流れ
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オブジェクト指向は生産性，再利用性，保守性をある程度向
上させた．
プログラミングパラダイムとして誕生したオブジェクト指向は，
その後分析，設計方法論として発展する．（基本的には
ウォーターフォールモデルに基づく．）
その中で，表記法だけでも統一しようということでUMLが誕
生する．
一方で，実規模ソフトウェアの設計に適用されていく中でオ
ブジェクト指向技術はさらに発展してきた．
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設計のパターンを抽出，分類 → デザインパターン
アプリケーションの典型的な骨組みを再利用 → フレームワーク
オブジェクト指向は開発プロセスモデルそのものも変えた．

スパイラルモデル，アジャイル（agile）開発
デザインパターンとフレームワーク
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オブジェクト指向を実規模ソフトウェアの設計に適用されてい
く中で発展してきた技術．
オブジェクト指向ソフトウェアの設計（複数クラスによる協調）
には一定のパターンが見られることが知られていた．それら
のパターンに名前をつけカタログ化したものがデザインパ
ターン（design pattern）である．
一方，多くのアプリケーションで基本設計の部分は似通って
いる．基本設計を表すソースコードを多くのアプリケーション
で使いまわしできるよう取り出したものがフレームワーク
(framework)である．
パターンが形式であるのに対し，フレームワークは実際の
ソースコードであることに注意すること．
デザインパターンの誕生
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デザインパターンは，E. Gamma, R. Helm, R.
Johnson, J. Vlissides らによって1995年に提唱される．
この4人は GoF (Gang of Four)と呼ばれている．
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MVCアーキテクチャなど，設計にいくつかのパターンが存在
することは広く開発者に（暗黙に）了解されていた．
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デザインパターンは，Alexander の建築設計におけるパ
ターンに関する議論を土台としている．
「それぞれのパターンは我々の身のまわりで何回も起きる問
題，および，それぞれの問題に対する解法のポイントを記述
している．そこで我々は，これらの解法を何万回でも使うこと
ができる．同じ問題に対する同じ解法を何度も何度も最初か
ら考え直さずに済むというわけだ」
デザインパターンの要素
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現在，23種類のデザインパターンが知られている．
各パターンは次の４つの基本的な要素を有してい
る．
1.
2.
3.
4.
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パターン名：パターンの名前
問題：パターンが適用される問題
解法：パターンの実際の構成
結果：パターンを用いることによる結果
23個のパターンは以下の3グループに分類される．
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生成に関するパターン： 5個
構造に関するパターン： 7個
振る舞いに関するパターン： 11個
MVCアーキテクチャ
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SmallTalkのコミュニティで古くから使われていた．
MVCは，Model/View/Controllerの略．これらはユーザイ
ンタフェースを構成する3つの（抽象）クラスの名前である．
MVCでは，Observer，Composite，Strategy などさまざ
まなパターンが使われていた．
ユーザインタフェース
表示
アプリケーション
ロジック
View
Model
入力
Controller
データを保持
Observerパターン（１）
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Model と View の間のパターンである．
Observers (Views)
90
4 月
13%
80
1 月
13%
70
60
2 月
17%
50
東京
名古屋
40
大阪
1月
東京
名古屋
大阪
2月
20.4
30.6
45.9
3月
27.4
38.6
46.9
4月
90
34.6
45
20.4
31.6
43.9
30
20
3 月
57%
10
0
1 月
2 月
3 月
4 月
表示の更新
データの要求，変更
d[0][0] = 20.4
d[0][1] = 27.4
:
Subject (Model)
Observerパターン（２）
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問題：
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



論理的な情報はSubjectが保持し，外観に関する情報は各
Observerが有する．
1つのSubjectに対して，対応するObserverの数は動的
に変化する．
Subjectの情報の変更は，即座にObserverに反映され
る．
Observerに対する変更は，必要に応じてSubjectに反映
される．
Subjectの具象クラスは複数存在し，具象クラスによって保
持している論理情報は異なる．
Observerの具象クラス（表クラス，棒グラフクラス，円グラ
フクラスなど）も複数存在している． Observerの具象クラ
スは自分に対応しているSubjectの具象クラスを知ってい
Observerパターン（３）
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不適切な解法1：
→ 複数種ある Subject に対応できない．
Observerパターン（４）
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不適切な解法2：

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ConcreteSubject1 → ConcreteObserver1, ConcreteObserver2
ConcreteSubject2 → ConcreteObserver3
→ これでは具象Subject の状態を取得できない．
Observerパターン（５）
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解法：
Observerパターン（６）
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パターンとして整理しておくと…
Observerパターン（７）
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シーケンス図による表現
anotherObject : ConcreteObject
aSubject : ConcreteSubject
setState()
aObject : ConcreteObject
Notify()
Update()
GetState()
Update()
GetState()
Factory Methodパターン
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問題：抽象アプリケーションはドキュメントを生成し保持する
が，具体的なドキュメントのクラスを知らないため，自身では
ドキュメントをインスタンス化できない．

解法：
フレームワーク側
アプリケーション側
Compositeパターン

問題：オブジェクトを集約を用いて木構造に組み立てる際，
個々のオブジェクトとそれらを合成したものを一様に扱いた
コンテナ
い．
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例：
AWTのコンポーネントとコンテナ
トップレベル
コンポーネント
中間コンポーネント
アトミック
コンポーネント
Compositeパターン
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解法：
アトミックコンポーネント
コンテナ
まとめ
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デザインパターンはオブジェクト指向ソフトウェアの
設計に出現するパターンをカタログ化したもの．

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熟練者のノウハウが凝縮されている．
現在では「共通言語」になりつつある．
オブジェクト指向を用いて設計する上での指針にな
る．
 産業界の方が学術界より進んでいる?
 パターンの背景にある論理は何か?



メタパターン
マルチパラダイムデザイン

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