PythonのOOPでよく使うデザインパターン3選！初心者でもわかる設計の考え方

PythonのOOPでよく使うデザインパターン3選（例：シングルトン・ファクトリ）

先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「Pythonでクラスは作れるようになったんですが、設計って何を意識すればいいんですか？」

先生

「そのときに役立つのが、デザインパターンという考え方です。よくある悩みを解決する型のようなものです。」

生徒

「型ってことは、決まった書き方があるんですか？」

先生

「細かい書き方よりも、考え方が大切です。まずはPythonのOOPでよく使われる3つを見ていきましょう。」

1. デザインパターンとは何か

デザインパターンとは、プログラムの設計でよく起こる問題に対して、「こう考えると分かりやすく、直しやすい」という定番の考え方をまとめたものです。難しそうに聞こえますが、日常生活の工夫に近いものです。

例えば、家の中のリモコンを一か所にまとめて置くと探しやすくなります。これも一種の「パターン」です。プログラミングでも、同じような工夫が昔から使われてきました。

Pythonのオブジェクト指向プログラミングでは、クラスを使って現実世界の物事を表現します。そのときに、デザインパターンを知っていると、読みやすくて壊れにくいコードを書けるようになります。

2. シングルトンパターンとは

シングルトンパターンは、「クラスのインスタンスを一つだけにしたい」ときに使われる考え方です。インスタンスとは、クラスという設計図から作られた実物のことです。

例えるなら、家に一つしかない鍵付き金庫です。金庫が何個もあると管理が大変ですが、一つなら安心です。設定情報やアプリ全体で共有する情報は、一つだけにしたいことが多くあります。

Pythonでは、クラスの中で「すでに作られているか」をチェックすることで、この仕組みを実現できます。


class AppConfig:
    _instance = None

    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

このように書くことで、何度作ろうとしても同じ箱が返ってきます。シングルトンは「一つだけ存在するもの」を表現したいときに使われる代表的なデザインパターンです。

3. ファクトリパターンとは

ファクトリパターンは、「どのクラスを作るかを、その場で判断したい」ときに使われる考え方です。ファクトリとは工場のことです。工場では、注文内容に応じて違う商品を作ります。

プログラムでも、「条件によって違うクラスを作りたい」という場面があります。そんなときに、直接クラスを作るのではなく、専用の役割を持つ場所に任せます。


class Dog:
    def speak(self):
        return "ワン"

class Cat:
    def speak(self):
        return "ニャー"

def animal_factory(kind):
    if kind == "dog":
        return Dog()
    if kind == "cat":
        return Cat()

この例では、「どの動物か」を渡すと、それに合ったクラスが作られます。使う側は細かい中身を知らなくてよくなり、コードが分かりやすくなります。

4. ストラテジーパターンとは

ストラテジーパターンは、「やり方を後から切り替えたい」ときに使われる考え方です。ストラテジーとは作戦という意味です。

例えば、同じ道でも歩く、走る、自転車に乗るなど、移動の方法は変えられます。目的は同じでも、やり方だけを入れ替えたい場合に、このパターンが役立ちます。


class Walk:
    def move(self):
        return "歩く"

class Run:
    def move(self):
        return "走る"

class Person:
    def __init__(self, strategy):
        self.strategy = strategy

    def move(self):
        return self.strategy.move()

このようにすると、Personの中身を変えなくても、動き方だけを差し替えられます。変更に強い設計になるのが大きな特徴です。