テンプレートメソッドパターン

CoddyのPythonジャーニー「Object Oriented Programming」セクションの一部 — レッスン 52/64。

Template Method パターンは、アルゴリズムのスケルトンを基底クラスで定義し、アルゴリズムの構造を変えることなく、特定のステップをサブクラスでオーバーライドできるようにするものです。

以下は、テンプレートメソッドを持つ基底クラスです：

class DataProcessor:
    def process(self):
        """Template method defining the algorithm structure"""
        self.read_data()
        self.process_data()
        self.save_data()
    
    def read_data(self):
        print("Reading data...")
    
    def process_data(self):
        raise NotImplementedError("Subclasses must implement this")
    
    def save_data(self):
        print("Saving data...")

テンプレートメソッド process() はアルゴリズムのステップを定義し、一方で process_data() はサブクラスでの実装に委ねられています。

抽象メソッドを実装する具象クラスを作成します：

class CSVProcessor(DataProcessor):
    def process_data(self):
        print("Processing CSV data")

class JSONProcessor(DataProcessor):
    def process_data(self):
        print("Processing JSON data")

各具象クラスは、必要なステップの独自の実装を提供します。

テンプレートメソッドを使用します：

csv_processor = CSVProcessor()
csv_processor.process()

print()  # 空行

json_processor = JSONProcessor()
json_processor.process()

ゲームのテンプレートを使用した別の例を作成します：

class Game:
    def play(self):
        """Template method for playing a game"""
        self.start_game()
        self.play_game()
        self.end_game()
    
    def start_game(self):
        print("Game started!")
    
    def play_game(self):
        raise NotImplementedError("Define the game rules")
    
    def end_game(self):
        print("Game ended!")

class Chess(Game):
    def play_game(self):
        print("Playing chess - thinking strategically...")

class Soccer(Game):
    def play_game(self):
        print("Playing soccer - running and kicking...")

chess = Chess()
chess.play()

出力:

Reading data...
Processing CSV data
Saving data...

Reading data...
Processing JSON data
Saving data...
Game started!
Playing chess - thinking strategically...
Game ended!

重要なポイント: Template Method パターンは、親クラスで共通のアルゴリズム構造を定義し、サブクラスに特定のステップをカスタマイズさせます。親クラスが全体のフローを制御しますが、サブクラスが具体的な実装を提供します。これにより、個々のステップに柔軟性を持たせつつ、一貫した構造を保証します。

チャレンジ

中級

適切なカプセル化とメソッドを使用して、template.py と driver.py を実装してください。ステップバイステップのガイダンスについては、TODOコメントに従ってください。

チートシート

Template Method パターンは、アルゴリズムのスケルトンを基底クラスで定義し、アルゴリズムの構造を変えることなく、特定のステップをサブクラスでオーバーライドできるようにします。

テンプレートメソッドを持つ基底クラスを作成します：

class DataProcessor:
    def process(self):
        """Template method defining the algorithm structure"""
        self.read_data()
        self.process_data()
        self.save_data()
    
    def read_data(self):
        print("Reading data...")
    
    def process_data(self):
        raise NotImplementedError("Subclasses must implement this")
    
    def save_data(self):
        print("Saving data...")

抽象メソッドを実装する具体的なクラスを作成します：

class CSVProcessor(DataProcessor):
    def process_data(self):
        print("Processing CSV data")

class JSONProcessor(DataProcessor):
    def process_data(self):
        print("Processing JSON data")

テンプレートメソッドを使用します：

csv_processor = CSVProcessor()
csv_processor.process()

json_processor = JSONProcessor()
json_processor.process()

Template Method パターンは、親クラスで共通のアルゴリズム構造を定義し、サブクラスで特定のステップをカスタマイズできるようにします。親クラスが全体のフローを制御し、サブクラスが具体的な実装を提供します。

自分で試してみよう

from template import Template

# テストケースのハンドラ
test_case = input()

if test_case == "basic_test":
    # TODO: "Test Name" という名前で Template オブジェクトを作成する
    # TODO: オブジェクトの display_info() メソッドを呼び出す
    pass
elif test_case == "validation_test":
    # TODO: "Validation Test" という名前で Template オブジェクトを作成する
    # TODO: name プロパティを使用して、"Name: {obj.name}" という形式で名前を出力する
    pass