はじめに

Decorator Patternは、既存のオブジェクトに新しい機能を動的に追加するデザインパターンです。Pythonでは特に、関数やクラスのデコレータとしての用途で頻繁に使用されています。

Decorator Patternの基本

定義と概要
Decorator Patternは、コアとなるオブジェクトに追加の機能や責務を動的に付加するためのデザインパターンです。このパターンを使用することで、既存のコードを変更せずに、新しい機能を追加できます。
メリットとデメリット
メリット
既存のコードを変更しないで拡張が可能。
一般的な継承より柔軟性がある。
機能を組み合わせることが容易。
デメリット
多くの小さなオブジェクトを使うことで、全体のシステムが複雑になる可能性がある。

実装例

以下は、コーヒーの注文を想定したシンプルなDecorator Patternの実装例です。

# コアとなるコンポーネント
class Coffee:
    def cost(self):
        return 5

# Decorator
class MilkDecorator:
    def __init__(self, coffee):
        self._coffee = coffee

    def cost(self):
        return self._coffee.cost() + 2

class SugarDecorator:
    def __init__(self, coffee):
        self._coffee = coffee

    def cost(self):
        return self._coffee.cost() + 1

# 使用例
coffee = Coffee()
print(coffee.cost())  # 5

milk_coffee = MilkDecorator(coffee)
print(milk_coffee.cost())  # 7

sugar_milk_coffee = SugarDecorator(milk_coffee)
print(sugar_milk_coffee.cost())  # 8

PythonにおけるDecorator Pattern

PythonのDecoratorについて
Pythonのデコレータは、関数やメソッド、クラスに動的に機能を追加する仕組みです。@シンボルを使って、関数の上に記述します。

PythonでのDecorator Patternの実装例

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Something is happening before the function is called.")
        func()
        print("Something is happening after the function is called.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello!")

say_hello()
# Something is happening before the function is called.
# Hello!
# Something is happening after the function is called.

ユースケース

GUIコンポーネント: 既存のウィジェットに新しい振る舞いやスタイルを追加する。
Webミドルウェア: HTTPリクエストやレスポンスに対する前処理や後処理を実装する。
プラグインアーキテクチャ: コアシステムに新しい機能や特性を動的に追加する。

アンチパターン

過度な装飾（Over-Decoration）
問題: 一つのオブジェクトに対して多数のデコレータを組み合わせて使用することで、コードが複雑になり、デバッグやメンテナンスが困難になる。
解決策: 必要最低限のデコレータのみを適用し、冗長な装飾を避ける。
不明瞭なデコレータの順序
問題: デコレータの適用順序が文書化されていない、または直感的でないため、不意の挙動やバグを引き起こす。
解決策: デコレータの適用順序を明確に文書化し、また直感的な命名や構造を持たせる。
デコレータの過度な汎用性
問題: あらゆるシチュエーションに対応するようにデコレータを設計することで、実際の使用ケースでは不要な複雑さやオーバーヘッドが増加する。
解決策: デコレータを特定のタスクや問題に特化させ、不要な機能を省略する。
再利用せずに新たなデコレータの作成
問題: 既存のデコレータを再利用または拡張するのではなく、似たような機能のために新しいデコレータを繰り返し作成する。
解決策: 既存のデコレータの再利用や、必要に応じて既存のデコレータを拡張する。