目 次

目
次
序章に代えて ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････3
謝
辞
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 11
第一部
概 説
第 1 章 パターンとは ･････････････････････････････････････････････････････････････････ 25
･･････････････････････････････････････････････････････････････ 25
1.1
「パターン」とは
1.2
パターン技術はなぜ必要か ････････････････････････････････････････････････････ 27
1.3
デザインパターンを例にしたパターン解説 ･･････････････････････････････････ 30
1.4
ソフトウェアパターンの歴史
1.5
ソフトウェアパターンの広がり ･･･････････････････････････････････････････････ 36
･････････････････････････････････････････････････ 36
(1)
アナリシス(分析)パターン(analysis pattern)･･････････････････････････････ 36
(2)
アーキテクチャパターン(architectural pattern)
(3)
コーディングのためのパターン ･･･････････････････････････････････････････････ 37
(4)
プロジェクト管理のためのパターン･･････････････････････････････････････････ 37
(5)
アンチパターン(anti-pattern) ････････････････････････････････････････････････ 38
･･････････････････････････ 37
1.6
パターンランゲージとは ･･･････････････････････････････････････････････････････ 38
1.7
パターンに関する活動 ･････････････････････････････････････････････････････････ 41
1.8
パターンの今後 ･････････････････････････････････････････････････････････････････ 42
1.9
まとめ ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 44
《参考文献》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 45
《URL》 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 46
13
第二部
いろいろなパターン
第 2 章 ソフトウェア設計のためのパターン ･･････････････････････････････････ 49
2.1
ソフトウェア設計のためのパターンの種類 ･･････････････････････････････････ 49
2.2
アーキテクチャパターン ･･･････････････････････････････････････････････････････ 53
2.2.1
アーキテクチャパターンとは
2.2.2
POSA アーキテクチャパターン ･･･････････････････････････････････････････････ 54
2.2.3
その他のアーキテクチャパターン ････････････････････････････････････････････ 58
2.3
デザインパターン
･････････････････････････････････････････････････ 53
･･････････････････････････････････････････････････････････････ 62
2.3.1
デザインパターンとは ･････････････････････････････････････････････････････････ 62
2.3.2
GoF デザインパターン ･････････････････････････････････････････････････････････ 62
2.3.3
その他のデザインパターン ････････････････････････････････････････････････････ 68
2.4
イディオム
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････ 70
2.4.1
イディオムとは ･････････････････････････････････････････････････････････････････ 70
2.4.2
イディオム
2.4.3
そのほかの言語のイディオム
2.4.4
リファクタリング
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････ 70
･････････････････････････････････････････････････ 72
･･････････････････････････････････････････････････････････････ 72
ソリューションドメイン指向のパターン ････････････････････････････････････ 75
2.5
2.5.1
(1)
J2EE パターン ･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 75
J2EE パターンとは
････････････････････････････････････････････････････････････ 75
2.5.2
J2EE パターンカタログ ･･･････････････････････････････････････････････････････ 77
2.5.3
その他のパターン
2.6
･･････････････････････････････････････････････････････････････ 82
まとめ ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 84
《参考文献》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 85
《URL》 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 87
第 3 章 スタイルのためのパターン ･･････････････････････････････････････････････ 89
3.1
はじめに ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 89
3.2
スタイルパターンの例 ･････････････････････････････････････････････････････････ 90
14
3.2.1
メソッドの命名 ･････････････････････････････････････････････････････････････････ 92
3.2.2
定数の定義と利用
･･････････････････････････････････････････････････････････････ 94
3.2.3
列挙型の定義と安全な利用 ････････････････････････････････････････････････････ 97
3.3
スタイルパターンの活用法 ･･･････････････････････････････････････････････････ 100
3.4
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 102
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 103
第 4 章 組織のためのパターン････････････････････････････････････････････････････ 105
4.1
アジャイルなソフトウェア開発の組織パターン
･･･････････････････････････ 107
4.1.1
組織パターンの目的 ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 107
4.1.2
組織パターンの歴史 ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 108
4.1.3
組織の構造
4.1.4
組織パターンとパターンランゲージ･････････････････････････････････････････ 110
4.1.5
プロジェクトマネジメントのパターンランゲージ ･････････････････････････ 111
4.1.6
漸進的な組織成長のパターンランゲージ ･･･････････････････････････････････ 114
4.1.7
組織のスタイルのパターンランゲージ ･･････････････････････････････････････ 117
4.1.8
人とコードのパターンランゲージ ･･･････････････････････････････････････････ 117
4.2
･････････････････････････････････････････････････････････････････････ 108
新しいアイディアを組織に導入するためのパターン ･･････････････････････ 120
4.2.1
あなたの組織は学習していますか？･････････････････････････････････････････ 120
4.2.2
組織の学習とパターン ････････････････････････････････････････････････････････ 120
4.2.3
導入パターンの生い立ち ･･････････････････････････････････････････････････････ 121
4.2.4
パターンの前提 ････････････････････････････････････････････････････････････････ 121
4.2.5
導入パターンのパターン ･･････････････････････････････････････････････････････ 121
4.3
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 128
《参考文献》
････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 129
第 5 章 ビジネスモデリングのためのパターン ･･････････････････････････････ 131
5.1
Hay のデータモデルパターン ････････････････････････････････････････････････ 132
････････････････････････････････････････････････ 132
5.1.1
データモデルパターンの特性
5.1.2
Hay データモデルパターンの利用 ･･･････････････････････････････････････････ 140
5.1.3
Hay データモデルパターンの意義 ･･･････････････････････････････････････････ 145
5.2
5.2.1
Fowler のアナリシスパターン ･･･････････････････････････････････････････････ 146
アナリシスパターンの特性 ･･･････････････････････････････････････････････････ 146
15
5.2.2
Fowler アナリシスパターンの利用例
5.2.3
アナリシスパターンの活用に向けて･････････････････････････････････････････ 154
5.3
･･･････････････････････････････････････ 151
Eriksson-Penker のビジネスモデリングパターン
････････････････････････ 158
5.3.1
Eriksson-Penker のビジネスモデリングとは･･････････････････････････････ 158
5.3.2
Eriksson-Penker のビジネスモデリングパターン
5.3.3
Eriksson-Penker ビジネスモデリングパターンの利用例
5.3.4
ビジネスモデリングパターンとアナリシスパターンの相違について
････････････････････････ 164
････････････････ 174
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 178
ストリームラインオブジェクトモデリングのパターン････････････････････ 180
5.4
5.4.1
ストリームラインオブジェクトモデリングのパターンリストとその特徴
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 180
5.4.2
ストリームラインオブジェクトモデリングのパターン利用例 ････････････ 184
･････････････････････････････････････････････････････････････････ 184
(1)
アクタ-ロール
(2)
外部の場所-場所 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 186
(3)
品目-特定品目
(4)
組立品-部品 ････････････････････････････････････････････････････････････････････ 187
(5)
コンテナ-コンテンツ･･････････････････････････････････････････････････････････ 188
(6)
グループ-メンバ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 189
(7)
トランザクション-ロール
(8)
トランザクション-場所 ･･･････････････････････････････････････････････････････ 190
(9)
トランザクション-特定品目 ･･････････････････････････････････････････････････ 191
･････････････････････････････････････････････････････････････････ 186
････････････････････････････････････････････････････ 189
(10) コンポジットトランザクション-明細 ･･･････････････････････････････････････ 191
(11) 特定品目-明細
･････････････････････････････････････････････････････････････････ 192
(12) トランザクション-後続トランザクション ･･････････････････････････････････ 193
(13) ストリームオブジェクトモデリングのパターンとその他のパターン
･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 194
5.5
ビジネスモデリングのためのパターンをプロジェクトに導入する
･･････ 195
5.5.1
パターンの記述形式について再考する ･･････････････････････････････････････ 195
5.5.2
アセットとしてのパターンについて考える ･････････････････････････････････ 198
5.5.3
自分たちの組織のためにパターンカタログ，パターンランゲージを
構築する ････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 200
16
5.6
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 201
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 202
《URL》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 203
第三部
第6章
デザインパターン再考
デザインパターン：
設計の原則とフレームワークの視点から ･･･････････････････････････ 207
設計の原則とデザインパターン ･･････････････････････････････････････････････ 208
6.1
6.1.1
開放・閉鎖原則(OCP：Open-Closed Principle) ･･････････････････････････ 212
6.1.2
単一責任の原則(SRP：Single Responsibility Principle) ････････････････ 217
6.1.3
依存関係逆転の原則(DIP：Dependency Inversion Principle) ･･････････ 221
6.1.4
その他の設計の原則 ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 225
(1)
Liskov の置換原則(LSP：Liskov Substitution Principle)･･･････････････ 225
(2)
インタフェース分離の原則(ISP：Interface-Segregation Principle) ･･･ 225
デザインパターンとフレームワーク･････････････････････････････････････････ 226
6.2
････････････････････････････････････････････････ 227
6.2.1
フレームワークの構造と特徴
6.2.2
ホットスポットとフローズンスポット ･･････････････････････････････････････ 231
6.2.3
フレームワーク構成原理とデザインパターン ･･････････････････････････････ 233
(1)
テンプレート・フック単一化構成原理
(Template-Hook Unification Construction Principle)･･･････････････････ 234
(2)
テンプレート・フック分離構成原理
(Template-Hook Separation Construction Principle) ･･･････････････････ 236
(3)
再帰的テンプレート・フック組合せ構成原理
(Recursive Template-Hook Combination Construction Principle) ････ 237
6.2.4
フレームワーク開発のヒント
････････････････････････････････････････････････ 239
(1)
フレームワーク開発プロセス
････････････････････････････････････････････････ 239
(2)
主要な抽象クラスの定義 ･･････････････････････････････････････････････････････ 240
(3)
クラスファミリ・クラスチーム・サブシステム
(4)
フレームワークのホットスポットの識別 ･･･････････････････････････････････ 243
･･･････････････････････････ 241
17
6.3
この章のまとめ ････････････････････････････････････････････････････････････････ 244
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 245
第 7 章 デザインパターン適用支援ツール ････････････････････････････････････ 247
7.1
デザインパターンの適用手順
････････････････････････････････････････････････ 248
(1)
状況理解段階 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 248
(2)
デザインパターン選択段階 ･･･････････････････････････････････････････････････ 249
(3)
適用箇所決定段階
(4)
展開段階 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 250
(5)
周囲調整段階 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 251
･････････････････････････････････････････････････････････････ 249
デザインパターンの展開作業の UML 表現 ･････････････････････････････････ 252
7.2
7.2.1
デザインパターンの UML による記述 ･･････････････････････････････････････ 252
7.2.2
UML パラメタライズド・コラボレーションによる
デザインパターンの展開表現
････････････････････････････････････････････････ 254
ツールによるデザインパターン展開･････････････････････････････････････････ 260
7.3
7.3.1
UML ツールによる設計モデルへの展開 ････････････････････････････････････ 260
(1)
機能 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 260
(2)
効果 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 261
(3)
例 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 261
(4)
留意すべき問題と解決 ････････････････････････････････････････････････････････ 262
7.3.2
プログラミング環境による実装コードへの展開
･･･････････････････････････ 266
(1)
機能 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 266
(2)
効果 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 266
(3)
例 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 266
(4)
留意すべき問題と解決 ････････････････････････････････････････････････････････ 268
7.3.3
ポストオブジェクト指向プログラミング言語による
実装コードへの展開 ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 270
18
(1)
機能 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 270
(2)
効果 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 271
(3)
例 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 272
(4)
留意すべき問題と解決 ････････････････････････････････････････････････････････ 277
7.4
ツールによるデザインパターン検出･････････････････････････････････････････ 279
7.4.1
デザインパターン自動検出ツール ･･･････････････････････････････････････････ 279
7.4.2
AOP 処理系によるデザインパターン検証 ･･････････････････････････････････ 281
7.5
ツールの比較と有効性に関する議論･････････････････････････････････････････ 282
7.6
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 283
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 284
第四部
パターンの導入
第 8 章 ナレッジマネジメントとパターン ････････････････････････････････････ 289
8.1
パターンを探してみよう ･･････････････････････････････････････････････････････ 291
8.2
パターンを味わってみよう ･･･････････････････････････････････････････････････ 291
8.3
パターンをさらに味わってみよう ･･･････････････････････････････････････････ 294
8.4
パターンを書いてみよう ･･････････････････････････････････････････････････････ 297
8.5
パターンを組み合わせてみよう ･･････････････････････････････････････････････ 300
8.6
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 301
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 302
《URL》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 303
第 9 章 ソフトウェア開発へのパターンの導入 ･･････････････････････････････ 305
9.1
「きっかけ」としてのパターン ･･････････････････････････････････････････････ 306
9.2
パターンの姿勢 ････････････････････････････････････････････････････････････････ 307
9.2.1
対立よりも対話 ････････････････････････････････････････････････････････････････ 308
9.2.2
誰もがいい仕事をしたい ･･････････････････････････････････････････････････････ 311
9.2.3
パターンの境地：無名の質(QWAN) ････････････････････････････････････････ 312
9.3
パターンを導入する 9 つの理由･･････････････････････････････････････････････ 315
理由 1
パターンはソフトウェア開発組織の文化を反映する ･･･････････････････ 315
理由 2
パターンは熟練者の理解構造を反映している･･･････････････････････････ 316
理由 3
パターンは知識共有を助ける ･････････････････････････････････････････････ 317
理由 4
パターンは良識に基づく行動を促す ･････････････････････････････････････ 318
19
9.4
理由 5
パターンはコミュニケーションの質を上げる･･･････････････････････････ 319
理由 6
パターンは合意形成を促進する ･･････････････････････････････････････････ 323
理由 7
パターンは対立関係の解消を促す ････････････････････････････････････････ 325
理由 8
パターンはドキュメンテーションを助ける ･････････････････････････････ 333
理由 9
パターンは人材の育成を助ける ･･････････････････････････････････････････ 336
パターンに対する 9 つの誤解 ････････････････････････････････････････････････ 338
誤解 1
パターン＝デザインパターン ･････････････････････････････････････････････ 338
誤解 2
パターン＝部品 ･････････････････････････････････････････････････････････････ 339
誤解 3
パターンとは，要するに手順書だ ････････････････････････････････････････ 347
誤解 4
パターン形式を理解すればパターンは使いこなせる ･･･････････････････ 347
誤解 5
パターンランゲージは建築の世界で大成功を収めた ･･･････････････････ 348
誤解 6
建築と同じようにソフトウェアパターンが作られている
誤解 7
筆者は，パターンがそれ単独でソフトウェア開発の問題を解決すると
･････････････ 349
主張している ･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 351
9.5
9.6
誤解 8
ツールを使えばパターンは自動適用できる ･････････････････････････････ 351
誤解 9
パターンは常に正しいことが保証されている･･･････････････････････････ 353
パターンの 7 つの落とし穴 ･･･････････････････････････････････････････････････ 356
落とし穴 1
どんなアイディアでもパターンとして書こうとする･････････････ 356
落とし穴 2
パターンがあればとにかく適用しようとする
落とし穴 3
一度書いたパターンを二度と見直さない ･･････････････････････････ 360
落とし穴 4
パターン記述の完璧を目指す ･･･････････････････････････････････････ 361
落とし穴 5
パターン活動が重すぎる ････････････････････････････････････････････ 362
落とし穴 6
自分だけがパターンを使えばいい
落とし穴 7
パターンよりもパターンの考え方が大事だ ･･･････････････････････ 364
････････････････････ 358
･････････････････････････････････ 363
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 365
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 366
《URL》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 369
20
第 10 章
10.1
組織のためのパターン活動プロセス構築ガイド ････････････････ 371
ソフトウェア開発のフレームとパターン ･･･････････････････････････････････ 371
10.1.1 SLCP-JCF98 とは ････････････････････････････････････････････････････････････ 371
10.1.2 ソフトウェア開発プロセスとパターン ･･････････････････････････････････････ 376
10.2
パターンエンジン
･････････････････････････････････････････････････････････････ 378
10.2.1 パターンマネジメントユースケース･････････････････････････････････････････ 384
10.2.2 ソフトウェアエンジニアリングユースケース ･･････････････････････････････ 390
10.2.3 パターン支援 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 395
10.3
パターン文化の醸成 ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 399
10.4
まとめ ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 401
《参考文献》 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 402
《URL》 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 402
付録 A
GoF デザインパターン
―フレームワーク構成原理と拡張性 ･････････････････････････････････ 403
付録 B SLCP-JCF98 のプロセスとパターンの関連 ･･･････････････････････････ 407
パターン索引 ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 425
索 引 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 430
〔コラム〕
拡張性とソフトウェア開発手法について ･････････････････････････････････････････････ 216
欲求−願望−要求モデルとパターン ･･････････････････････････････････････････････････ 328
21