デザインパターン (ソフトウェア)

ソフトウェア開発におけるデザインパターンまたは設計パターン（）とは、過去のソフトウェア設計者が発見し編み出した設計ノウハウを蓄積し、名前をつけ、再利用しやすいように特定の規約に従ってカタログ化したものである。パターン（）とは、型紙（かたがみ）やひな形を意味する。

本稿でのデザインは狭義の設計という意味であり、CSSやHTMLなどで使われる意匠デザインの定形を示す「デザインパターン」とは異なる。

概要 
書籍『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』において、GoF (Gang of Four) と呼ばれる4人の共著者は、デザインパターンという用語を初めてソフトウェア開発に導入した。GoFは、エーリヒ・ガンマ、リチャード・ヘルム、ラルフ・ジョンソン、ジョン・ブリシディースの4人である。彼らは、その書籍の中で23種類のパターンを取り上げた。

彼らはこう述べている。

コンピュータのプログラミングで、素人と達人の間では驚くほどの生産性の差があり、その差はかなりの部分が経験の違いからきている。達人は、さまざまな難局を、何度も何度も耐え忍んで乗り切ってきている。そのような達人たちが同じ問題に取り組んだ場合、典型的にはみな同じパターンの解決策に辿り着く。これがデザインパターンである (GoF)。

それぞれのパターンは、プログラマの間で何度も繰り返し考え出されてきた。したがって、それは最善の解決策ではないかもしれないが、その種の問題に対するトレードオフを考慮した、典型的な解決策ではある。さらに、コストがかかるかもしれない問題解決を実際に行う前の先行調査として、大変役に立つ。パターンに名前が付いていることが重要である。なぜなら、名前が付いていることで問題や解決策を記述したり、会話の中で取り上げたりすることができるようになるからである。

主要なデザインパターンの一覧

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

マルチスレッドプログラミングに関するパターン
ソフトウェアに並行性・並列性を導入するためのマルチスレッドプログラミングは、難易度が比較的高いとされる。そのため、よく現れる問題に対して、汎用的に使用できる種々のパターンが考案されている。後発の高水準プログラミング言語や、並行・並列プログラミングのサポートを重視した言語では、標準ライブラリや言語構文・言語仕様に取り込まれているものも多い。

注意および批判
デザインパターンは、よく使われる設計を一般化された形でまとめたものに過ぎない。そのため、具体的な実装を提供するものではなく、あくまでもコンセプトとして参照されることが意図されている。つまり、サンプルコードは、実装例に過ぎない。

デザインパターンは、すべての状況における最善の設計ではない。『Code Complete』は、デザインパターンを紹介している書籍の1つであるが、デザインパターンをむやみに適用するのは不適切であり、不適切な使用はコードの複雑さを無意味に高めてしまうと注意している。

一部のデザインパターンは、プログラミング言語（例: Java, C++）の機能の欠損の印であると主張されることがある。計算機科学者のピーター・ノーヴィグは、GoFによるデザインパターン本の23パターンのうち16パターンは、言語によるサポートによって単純化または除去できることをLispやDylanを用いて実演した。

脚注

参考文献 
 エリック・ガンマ、ラルフ・ジョンソン、リチャード・ヘルム、ジョン・ブリシディース（著）、グラディ・ブーチ（まえがき）、本位田真一、吉田和樹（監訳）、『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』、ソフトバンクパブリッシング、1995。ISBN 978-4797311129.

関連項目 

アンチパターン
アナリシスパターン (マーティン・ファウラー)
開放/閉鎖原則

ソフトウェアパターン
プログラミング
ソフトウェア工学
ソフトウェア開発
コンピュータの文献