【ITニュース解説】7 Python Patterns That Helped Me Write Maintainable Code in 2025

この記事では、2025年という少し未来を舞台に、Pythonで保守性の高いコードを書くために役立つ7つのデザインパターンを紹介している。システムエンジニアを目指す初心者にとって、これらのパターンを理解することは、将来的に大規模なプロジェクトやチーム開発に携わる上で非常に重要となる。

まず、「単一責任の原則（SRP: Single Responsibility Principle）」について。これは、クラスや関数は一つのことだけを行うべきだという原則だ。例えば、ユーザー情報を扱うクラスがあった場合、ユーザー情報の保存、ユーザー情報の検証、ユーザーへのメール送信など、複数の役割を持たせるのではなく、それぞれの役割を別のクラスや関数に分割する。こうすることで、コードの変更が局所的になり、他の部分への影響を最小限に抑えることができる。

次に、「Open/Closedの原則（OCP: Open/Closed Principle）」だ。これは、拡張に対してはオープンであり、修正に対してはクローズであるべきという原則。つまり、既存のコードを変更せずに、新しい機能を追加できるような設計を目指す。例えば、ある処理を行う関数があった場合、新しい処理を追加する際に、既存の関数を修正するのではなく、新しい関数を作成して、必要に応じて既存の関数と連携させる。インターフェースや抽象クラスを活用することで、この原則を実現しやすくなる。

3つ目は、「Liskovの置換原則（LSP: Liskov Substitution Principle）」だ。これは、派生クラスは、その基底クラスの代わりに使うことができるべきだという原則。例えば、動物クラスがあり、犬クラスと猫クラスが動物クラスを継承している場合、動物クラスを期待する場所で犬クラスや猫クラスを問題なく使用できる必要がある。もし、犬クラスが動物クラスの機能を正しく実装していなければ、LSPに違反することになる。

4つ目は、「インターフェース分離の原則（ISP: Interface Segregation Principle）」だ。これは、クライアントは、自分が使わないメソッドに依存すべきではないという原則。つまり、大きなインターフェースを複数の小さなインターフェースに分割することで、クライアントが必要なメソッドだけを実装するようにする。例えば、プリンターのインターフェースに、印刷、スキャン、コピーなどの機能が含まれている場合、印刷機能だけを使いたいクライアントは、スキャンやコピーの機能も実装する必要が出てくる。これを避けるために、印刷インターフェース、スキャンインターフェース、コピーインターフェースのように分割する。

5つ目は、「依存性逆転の原則（DIP: Dependency Inversion Principle）」だ。これは、高レベルモジュールは、低レベルモジュールに依存すべきではない。どちらも抽象に依存すべきだという原則。つまり、具体的なクラスに依存するのではなく、インターフェースや抽象クラスに依存するようにする。例えば、ユーザー認証を行うクラスがあった場合、具体的なデータベースクラスに直接依存するのではなく、データベースインターフェースを定義し、そのインターフェースを実装した具体的なデータベースクラスを使う。こうすることで、データベースの種類を変更する場合にも、ユーザー認証クラスのコードを変更する必要がなくなる。

6つ目は、「Facadeパターン」だ。これは、複雑なサブシステムに対して、統一されたインターフェースを提供するパターン。例えば、複雑な動画処理を行うシステムがあった場合、動画のエンコード、デコード、フレーム抽出など、様々な処理を行うクラスが存在する。Facadeパターンを使うことで、これらの処理を一つのインターフェースで隠蔽し、クライアントは簡単な操作で動画処理を行うことができるようになる。

最後に、「Decoratorパターン」だ。これは、既存のオブジェクトに、動的に新しい機能を追加するパターン。例えば、テキストエディタで、テキストの装飾機能を追加する場合、Decoratorパターンを使うことで、既存のテキストオブジェクトを修正せずに、下線、太字、斜体などの装飾機能を追加できる。

これらのパターンは、コードの再利用性、拡張性、保守性を高めるために非常に役立つ。初心者にとっては少し難解に感じるかもしれないが、実際にコードを書きながら、これらのパターンを適用することで、より深く理解することができる。これらのパターンを習得することは、将来的に優れたシステムエンジニアになるための重要なステップとなるだろう。