Facade パターン

Facadeパターン（ファサードパターン）とは

Facadeパターンは、GoF（Gang of Four）によって定義されたデザインパターンの一つで、複雑なサブシステムに対して簡素化されたインターフェースを提供するものです。「Facade（ファサード）」とは、建物の正面を意味し、このパターンが、システムの複雑さを隠蔽し、利用者に分かりやすい窓口を提供する役割を、建築物の正面に例えていることに由来します。

概要

Facadeパターンは、複数のコンポーネントからなるサブシステムを、より単純な操作を提供するFacadeクラスを通して利用できるようにします。これにより、サブシステムの複雑さを意識することなく、特定の機能を利用できます。

例として、コンパイラーをサブシステムとした場合を考えます。コンパイラーは、字句解析器や構文解析器など、複数のコンポーネントから構成されています。これらのコンポーネントは、他のコンパイラーやソフトウェアで再利用できるサブシステムですが、一般のユーザーにとっては、ソースコードからプログラムを生成できる機能があれば十分です。

そこで、Facadeクラスは、これらのサブシステムの機能をまとめて、一般ユーザーがコンパイル機能だけを利用できるようにします。このFacadeクラスによって、ユーザーはサブシステムの内部構造を知る必要がなくなり、実装から解放されます。

Facadeパターンの要件

Facadeクラスは、サブシステム内部に処理を委譲するだけで、複雑な実装は持ちません。
サブシステムが持つ多様な機能の中から、ユーザーの用途に合わせた窓口を提供します。
Facadeクラスは、サブシステム自身からは利用されません。あくまでサブシステムの外部から利用される窓口です。
Facadeパターンは、サブシステムの直接利用を妨げません。Facadeクラスを介さずに、サブシステムの機能を直接利用することも可能です。
Facadeクラスの利用は強制ではなく、必要に応じてサブシステムの機能を直接利用できます。Facadeパターンは、サブシステムを隠蔽するものではありません。

クラス図

Facadeパターンのクラス図は、以下のようになります。

mermaid
classDiagram
class Facade{
+operation()
}
class Subsystem1{
+operation1()
}
class Subsystem2{
+operation2()
}
class Subsystem3{
+operation3()
}

Facade --|> Subsystem1
Facade --|> Subsystem2
Facade --|> Subsystem3

適用例

Javaによる適用例を以下に示します。

java
// サブシステム
package driving;
class Car {
public void start() {System.out.println("Car: Start");}
public void stop() {System.out.println("Car: Stop");}
public void accelerate() {System.out.println("Car: Accelerate");}
public void brake() {System.out.println("Car: Brake");}
}

class Driver {
public void turnLeft() {System.out.println("Driver: Turn Left");}
public void turnRight() {System.out.println("Driver: Turn Right");}
}

// Facadeクラス
class DrivingSimulator {
private Car car;
private Driver driver;

public DrivingSimulator() {
this.car = new Car();
this.driver = new Driver();
}

public void simulate() {
car.start();
car.accelerate();
driver.turnLeft();
driver.turnRight();
car.brake();
car.stop();
}
}

// 利用例
class FacadeTest{
public static void main(String[] args){
DrivingSimulator simulator = new DrivingSimulator();
simulator.simulate();
}
}

この例では、`DrivingSimulator`クラスがFacadeクラスに相当し、`Car`クラスと`Driver`クラスがサブシステムに相当します。`DrivingSimulator#simulate()`メソッドは、`Car`と`Driver`のメソッドをまとめて呼び出し、ユーザーはサブシステムの詳細を気にせずにシミュレーションを実行できます。

関係するパターン

Abstract Factoryパターン: Abstract Factoryパターンは、Facadeパターンの具体例と捉えることができます。Abstract Factoryパターンでは、ConcreteFactoryクラスがFacadeクラスに相当し、複数の製品の生成を隠蔽し、一貫性のあるインターフェースを提供します。

関連項目

デザインパターン
パッケージ (Java)

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