構造③：Facade / Flyweight / Proxy

導入

Facadeは「複雑なサブシステムに、単純な窓口を1つ提供」。Flyweightは「大量の同一データを共有して省メモリに」。Proxyは「本物への代理を立て、アクセス制御やキャッシュを挟む」。いずれも“間に1枚かませる”パターンです。

図解

flowchart LR
    U["利用側"] --> FA["Facade（単純な窓口）"]
    FA --> S1["複雑な部品A"]
    FA --> S2["複雑な部品B"]
    style FA fill:#e1f5fe

サンプル

Facadeは「窓口ファイル」、Proxyは「本物と同じ形をした代理ファイル」。分けて置くと、利用側がどちらを見ているかがはっきりします。

1. サービスの共通の形（IService.cs）。本物も代理もこの形を実装します。

public interface IService
{
    void Run();
}

2. 本物（RealService.cs）。Proxyのことを何も知りません。

public class RealService : IService
{
    public void Run() => Console.WriteLine("本処理を実行");
}

3. 代理（LoggingProxy.cs）。本物と**同じIService**なので、利用側のコードを1行も変えずに差し込めます。

// Proxy: 本物へのアクセス前にログ（や権限チェック・キャッシュ）を挟む
public class LoggingProxy : IService
{
    private readonly IService _real;
    public LoggingProxy(IService real) => _real = real;
    public void Run()
    {
        Console.WriteLine("[ログ] 呼び出し前");
        _real.Run();   // 本物へ委譲
    }
}

4. 窓口（HomeTheaterFacade.cs）。複数の部品の手順を1つのメソッドに畳み込みます。

// Facade: 複雑な内部の手順を1つの簡単な操作にまとめる
public class HomeTheaterFacade
{
    public void WatchMovie()
    {
        Console.WriteLine("スクリーンを下ろす");
        Console.WriteLine("プロジェクタON");
        Console.WriteLine("再生開始");
    }
}

5. 利用側（Program.cs）。new RealService() を new LoggingProxy(new RealService()) に変えるだけ、が体験できます。

var home = new HomeTheaterFacade();
home.WatchMovie();   // スクリーンを下ろす / プロジェクタON / 再生開始

IService service = new LoggingProxy(new RealService());
service.Run();       // [ログ] 呼び出し前 / 本処理を実行

• Facade: 複雑な内部を隠し、単純な入り口を提供する（WatchMovie一発）
• Flyweight: 同じ値を使い回して共有し、メモリを節約する（文字フォント等）
• Proxy: 本物の代理として、ログ・権限・遅延ロード・キャッシュを挟む
• 代理を外したいときはProgram.csの1行を戻すだけ。ほかのファイルは無傷

演習

IImage img = new LazyImageProxy("photo.jpg");
Console.WriteLine("まだ読み込まれない");
img.Display();   // 読み込み: photo.jpg / 表示: photo.jpg

// TODO: Display() が呼ばれて初めて "読み込み: ファイル名" を出す遅延ロードの
//       LazyImageProxy を定義してください（Display で読み込み→表示の順に出力）
interface IImage { void Display(); }
___

• 期待される出力: まだ読み込まれない 読み込み: photo.jpg 表示: photo.jpg（3行）

まとめ

• Facadeは複雑な内部への単純な窓口
• Flyweightは同一データの共有で省メモリ
• Proxyは本物の代理でアクセス制御・遅延・キャッシュを挟む

次回: 振る舞いパターンへ。アルゴリズムと状態のStrategy/Stateです。