システムアーキテクト 2025年 午前2 問05

Observerパターン【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 各選択肢のキーワードを確認する（通知、自動、ラップ、単一インスタンス、同一インタフェースなど）。
2. 代表的なデザインパターンの役割を頭の中で対応づける（Observer、Decorator、Singleton、Iterator/Adapterなど）。
3. 問題文の表現（「状態が変化したときに」「依存する全てのオブジェクトに通知」）が Observer の典型的な説明であることを確認する。
4. 他の選択肢が別のパターンを示していることを確認して除外する。

選択肢別の誤答解説

• ア（正解）: Subject と Observer の関係に基づき、状態変化時に自動通知を行うのが Observer パターンの本質です。購読登録／解除と通知の仕組みが含まれます。
• イ: これは Decorator（デコレータ）パターンの説明です。既存オブジェクトをラップして機能を動的に追加・拡張する目的で使われ、通知機構とは異なります。
• ウ: これは Singleton（シングルトン）パターンです。クラスのインスタンスを1つだけ保証するためのパターンで、状態変化の通知機能とは関係ありません。
• エ: 「実装の異なるコンテナに対し、同一のインタフェースでアクセスする」は Iterator（イテレータ）パターン（や Adapter の一部的説明と誤認される場合あり）に該当します。Iterator は集合の走査を共通化するもので、Observer の通知機構とは別概念です。

よくある誤解

• Observer と Publish/Subscribe の混同: Observer はオブジェクト間の直接参照を使って通知する一対多の仕組みで、Pub/Sub はメッセージブローカーを介した疎結合なイベント配信を指すことが多いです。用途に応じて選択します。
• 「Observer = イベント」ではない: イベント駆動と関連は深いですが、Observer は設計パターンとしての構造（Subject と Observer 間の契約）を指します。イベント名やメッセージバスの有無は実装の違いであり、パターンそのものの定義ではありません。
• メモリリークに注意: Observer を登録したまま解除しないと、ガベージコレクションが阻害されることがあるため、購読解除や弱参照を使う配慮が必要です。

補足コラム

from typing import List, Protocol

class Observer(Protocol):
    def update(self, subject: "Subject") -> None:
        ...

class Subject:
    def __init__(self):
        self._observers: List[Observer] = []
        self._state = None

    def attach(self, observer: Observer) -> None:
        if observer not in self._observers:
            self._observers.append(observer)

    def detach(self, observer: Observer) -> None:
        if observer in self._observers:
            self._observers.remove(observer)

    def notify(self) -> None:
        for obs in list(self._observers):
            obs.update(self)

    @property
    def state(self):
        return self._state

    @state.setter
    def state(self, value):
        self._state = value
        self.notify()

class ConcreteObserver:
    def __init__(self, name: str):
        self.name = name

    def update(self, subject: Subject) -> None:
        print(f"[{self.name}] State changed to {subject.state}")

# 使用例
if __name__ == "__main__":
    subject = Subject()
    o1 = ConcreteObserver("A")
    o2 = ConcreteObserver("B")
    subject.attach(o1)
    subject.attach(o2)

    subject.state = 10
    subject.detach(o1)
    subject.state = 20

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