概要

Template Method（テンプレートメソッド）パターンは、
アルゴリズムの骨格（流れ）を親クラスで固定しつつ、詳細な処理はサブクラスに委ねる設計パターンである。

処理手順の共通化と、変化する処理のカスタマイズを両立でき、「流れは変えずに中身だけ差し替えたい」ような状況に最適な構造を提供する。

1. なぜTemplate Methodが必要か？

❌ すべての処理がサブクラス任せだと、一貫した手順を保証できない

class Task:
    def execute(self):
        self.step1()
        self.step2()
        self.step3()

→ 各サブクラスが execute() をオーバーライドすると、全体の手順が崩れる可能性がある

✅ アルゴリズムの流れはスーパークラスで確定し、変化する部分だけを抽象化

class Task:
    def execute(self):
        self.load_data()
        self.process()
        self.save_results()

→ フレームワークとして手順を提供し、カスタマイズポイントを明示できる

2. 基本構造

✅ 抽象クラスにテンプレートメソッドを定義

class AbstractTask:
    def execute(self):
        self.load_data()
        self.process()
        self.save_results()

    def load_data(self):
        raise NotImplementedError

    def process(self):
        raise NotImplementedError

    def save_results(self):
        raise NotImplementedError

✅ サブクラスで具体的な処理を実装

class CSVTask(AbstractTask):
    def load_data(self):
        print("CSVファイルからデータを読み込む")

    def process(self):
        print("データを正規化する")

    def save_results(self):
        print("結果をCSVに保存する")

class DBTask(AbstractTask):
    def load_data(self):
        print("データベースからデータを読み込む")

    def process(self):
        print("データを集計する")

    def save_results(self):
        print("結果をDBに書き戻す")

✅ 使用例

task = CSVTask()
task.execute()

task = DBTask()
task.execute()

出力:

CSVファイルからデータを読み込む  
データを正規化する  
結果をCSVに保存する  
データベースからデータを読み込む  
データを集計する  
結果をDBに書き戻す

3. Python的応用：フックメソッドの活用とスーパークラスの共通処理

class AbstractTask:
    def execute(self):
        self.before()
        self.process()
        self.after()

    def before(self):
        print("[共通] 処理開始ログ")

    def after(self):
        print("[共通] 処理完了ログ")

    def process(self):
        raise NotImplementedError

→ 共通処理を before / after にまとめ、カスタムは process() に限定

4. 実務ユースケース

✅ データETL処理（Extract → Transform → Load）

→ 各処理の手順は同じでも、抽出元・変換方法・保存先が異なる

✅ Webリクエスト処理フロー（認証 → 処理 → ログ）

→ 全体の流れは同じで、リクエスト内容に応じた処理だけ変更

✅ テストケースの実行フロー

→ setup → execute → teardown の流れを定義し、中身はサブクラスで定義

✅ 機械学習パイプライン（前処理 → 学習 → 評価）

→ 流れを一定に保ちつつ、モデル・評価指標などを切り替え可能

5. よくある誤用と対策

❌ サブクラスでテンプレートメソッドそのものを上書きしてしまう

→ ✅ テンプレートメソッドには明確に final 的な意味合いを持たせる

❌ オーバーライド前提のメソッドがドキュメントに明記されていない

→ ✅ abstractmethod や明確なコメントでカスタムポイントを示す

❌ フックメソッドの呼び出し忘れや順序ミス

→ ✅ テンプレートメソッドは必ずスーパークラスで責任を持って構成する

結語

Template Methodパターンとは、“流れを制御し、詳細は委ねる設計”である。

アルゴリズムの骨格は親クラスに置き、処理のカスタマイズポイントを明確に分離
手順の誤用を防ぎながら、共通フローと差異の両立を実現する
Pythonでは継承・抽象メソッドを用いて、自然にこの構造を表現可能

Pythonicとは、“流れを守りつつ、変化に寛容であること”。
Template Methodパターンはその秩序の知性を、設計の拡張性として定義する技法である。