【完全解説】オブジェクト指向とは？メリットを初心者にもわかりやすく解説

2024-07-17

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オブジェクト指向プログラミングは、現代のソフトウェア開発において非常に重要な考え方です。しかし、初心者にとってはその概念を理解するのが難しいと感じる人も多いでしょう。

この記事では、オブジェクト指向の基本的な考え方から実践的な応用まで、初心者にもわかりやすく解説していきます。

この記事を書いた人

現役のフルスタックエンジニアとして活躍中
開発チームリーダーとして複数プロジェクトをリード
副業プログラミングスクール講師として数百名以上を指導してきた教育のプロ
プログラミングスクールのカリキュラム執筆経験あり

オブジェクト指向とは?

オブジェクト指向プログラミング(OOP)とは、プログラムを「オブジェクト」と呼ばれる部品の集まりとして設計・実装する手法です。

オブジェクトは、データ（属性）と、そのデータを操作するための手続き（メソッド）をひとまとめにしたものです。

オブジェクト = データ（属性）＋手続き（メソッド）
プログラムはオブジェクトの集まりとして構成される

オブジェクト指向の考え方を理解するために、よく車を例に説明されます。

車は「エンジン」「タイヤ」「ブレーキ」などの部品（オブジェクト）から構成されています。それぞれの部品には固有の属性（サイズ、性能など）と機能（回転する、止まるなど）があります。これらの部品を組み合わせることで、1台の車が完成します。

同じように、ソフトウェアもさまざまなオブジェクトを組み合わせて作られるのです。

オブジェクト指向の基本要素

オブジェクト指向プログラミングを理解するには、以下の基本的な概念を押さえておく必要があります。

1. クラス

クラスはオブジェクトの設計図のようなものです。

クラスには、オブジェクトが持つべきデータ（属性）とそれを操作するための手続き（メソッド）が定義されています。

例えば、「車」クラスには以下のような属性とメソッドが定義されるかもしれません：

属性:
- 車種
- 色
- 現在速度

メソッド:
- 走る()
- 止まる()
- 曲がる()

2. オブジェクト

オブジェクトは、クラスの実体化（インスタンス化）されたものです。

クラスが設計図なら、オブジェクトは実際に作られた製品に相当します。

例えば、「車」クラスから作られた具体的な車（トヨタのプリウス、ホンダのシビックなど）がオブジェクトになります。

3. カプセル化

カプセル化は、オブジェクトの内部データを外部から直接アクセスできないようにし、データの操作は定義されたメソッドを通じてのみ行えるようにするという概念です。

これにより、オブジェクトの内部実装を隠蔽し、外部からの不適切なアクセスを防ぐことができます。

4. 継承

継承は、既存のクラス（親クラス）の特性を新しいクラス（子クラス）に引き継ぐ機能です。

子クラスは親クラスの属性とメソッドを受け継ぎ、さらに独自の属性やメソッドを追加できます。

例えば、「車」クラスを親クラスとして、「スポーツカー」クラスを子クラスとして定義することができます。スポーツカークラスは車クラスの基本的な機能を継承しつつ、独自の特性（高速走行機能など）を追加できます。

5. ポリモーフィズム

ポリモーフィズム（多態性）は、同じインターフェースを持つ異なるクラスのオブジェクトを、統一された方法で扱えるという概念です。

例えば、「走る()」メソッドは車クラス、バイククラス、自転車クラスなど、異なる乗り物クラスで共通して使えますが、その具体的な実装は各クラスで異なる可能性があります。

オブジェクト指向プログラミングの利点

オブジェクト指向プログラミングには以下のような利点があります：

一度作成したクラスやオブジェクトを他のプログラムでも再利用できる
プログラムの一部を変更する際、関連する部分のみを修正すればよい
新しい機能や属性を追加する際、既存のコードを大幅に変更する必要がない
プログラムを独立した部品（オブジェクト）に分割することで、複雑なシステムも管理しやすくなる

オブジェクト指向プログラミングの実践例

ここでは、Pythonを使ってオブジェクト指向プログラミングの基本的な例を示します。

class Car:
    def __init__(self, make, model, color):
        self.make = make
        self.model = model
        self.color = color
        self.speed = 0

    def accelerate(self, amount):
        self.speed += amount
        print(f"{self.make} {self.model}の速度が{self.speed}km/hに上がりました。")

    def brake(self, amount):
        self.speed = max(0, self.speed - amount)
        print(f"{self.make} {self.model}の速度が{self.speed}km/hに下がりました。")

# Carクラスのインスタンス（オブジェクト）を作成
my_car = Car("Toyota", "Prius", "White")

# メソッドを呼び出す
my_car.accelerate(50)
my_car.brake(20)

このコードでは、「Car」クラスを定義し、そのインスタンスを作成しています。

Carクラスには「accelerate」と「brake」というメソッドがあり、車の速度を変更できます。