オブジェクト指向

オブジェクト指向とは、プログラムひいてはシステムにおける構成要素を
オブジェクトとして捉える概念である。

プログラミングにおけるオブジェクト指向

オブジェクト指向におけるプログラミングとは特定のデータ構造と振る舞いを持つものを全て物体(オブジェクト)として捉える概念である。

オブジェクト指向では、システム上における、構成要素を分析し、その特徴をまとめてクラスとして定義する。プログラム実行時にクラスの中身としてのデータ群を具体的に決定し、メモリ上にそのデータ群をまとめて配置した塊をオブジェクトと呼ぶ。
クラスにはそのオブジェクトが、どのような内部状態を持つか、どのような操作でどのように内部状態を変化させるべきかを記述する。クラスの構造がプログラム実行前に静的に決まって変更できない言語と、実行時であってもクラスの構造の変更を行える言語が存在する。

各オブジェクトが作用しあって、その内部状態を互いに変化させながら処理が進行するようなプログラムを作ることがオブジェクト指向プログラミングである。オブジェクト指向言語と呼ばれる言語を使用したとしても、必ずしもオブジェクト指向プログラミングとなるわけではない。

オブジェクト指向プログラミングにおいて、クラスの概念を持つ言語でプログラミングする場合がほとんどである。しかしクラスというものを排除してオブジェクト指向を実現した言語(SelfやLENSなど）も存在する。

三大要素

カプセル化

オブジェクト内のデータを隠蔽することにより「振る舞い」のみに意識させるために行う。

継承（インヘリタンス）

対象のオブジェクトの機能を引き継ぐことを指す。

多態性（ポリモーフィズム）

オブジェクトの詳細な実装が異なっていたたとしても共通した呼び出しで利用することが出来る

もっとわかりやすく言うと…？

オブジェクト指向はプログラマー初心者にとって、まさに最初の壁になる。しかし、それは難しく考えるからいけないのだ。もっとわかりやすく言えば、オブジェクト指向というのはクラスという一つの作業があり、それぞれにメソッドといわれる工程を伴っているものと考えればいい。

例として木版画を挙げてみよう。木版画は名の通り、まず版木に下絵を描き、それに合わせ彫刻刀で彫り、掘った版木に絵の具を付けて摺ることによって完成する作品である。そして、江戸時代には既に絵師、彫師、摺師による分業制が確立していた。これをテラオブジェクト指向wwwという呼び名で名高い（？）Rubyでオブジェクト指向で説明するとこうなる（defは関数定義。また、本来関数や変数の名称に漢字やかなは使えないのだが、あくまでわかりやすく説明するため）

class 版画
　def 描く
　　#絵師の工程
　end

　def 彫る
　　#彫師の工程
　end

   def 摺る
      #摺師の工程
  end
end

配列が一つの単位におけるグループの集まり（配列を学校の学年、インデックスをクラス番号と思えばいいだろう）なのに対し、オブジェクトというのは一つの単位で現す作業とその作業に必要な工程の集まりのことである（ここでは版画を制作するという作業に対し、描く、彫る、摺るという工程が一つのグループになっている。

そして、絵師が描き、描いた作品を彫師が彫る、彫った作品を摺師が摺る、という工程が行われ、最後の摺る作業が終えて、初めて一つの作品が完成するわけである。

作品 = "" #ここに作品が作られていく
版画制作 = 版画.new #今から版画を作ります
作品 = 版画制作.描く
作品 = 版画制作.彫る
作品 = 版画制作.摺る

では、このオブジェクト指向、何が便利かというと、似たような作業をグループごとにまとめることができるからである。そして、それによって高い品質を保障できることが大きい。たとえば、この工房では版画以外に彫刻、油彩なども作っている作業場があるとする。ここで彫刻の作業場で何らかのミスを犯したとしても、版画や油彩の作業場には何も影響がない。これと同じ理屈で、クラス内で起きたバグは、クラス内だけを見直せば済むからである。

また、上の版画制作にあたる変数は、インスタンスという。よく、オブジェクト指向を説明したサイトでは雛形などと説明しており、いわば作業マニュアルのようなものである。そして、このインスタンスは基本、与えられた工程以外の作業を命令することはない。つまり、版画という作業（クラス）に対し、版画制作というインスタンスが与えられることによって、その版画の題材が北斎だろうが広重だろうが、どれも同じように、描く、彫る、摺るという作業が行われるからである。

継承クラスって

上記の例でいえば、版画における絵師の描く仕事にも構図をとる、描くなどの工程がある。また、彫師には彫るなど、摺師には絵の具の調合や摺るなどの作業工程があり、細分化されている。その場合、継承クラスを定義することによって、版画の作業に使う道具を集めることができる。このうち、版画における絵師の作業を継承クラス化してRubyで表すとこう表現できる。

class 絵師 < 版画
　def 構図
      #構図をとる工程
　end
　
　def 描く
      #描く工程
　end
end

これが継承クラスであり、要は作業工程が更に細かい作業工程へと細分化されているわけである。

変数とスコープ

さて、オブジェクト指向において、少し解釈が面倒なのが変数の扱いであり、一般的な変数は、その関数内でしか使えなかったり、そのページ内でしか使えなかったりする。だが、オブジェクト指向の場合は、大元のクラスにおいて、クラスのグループ内ならばどこでも使える変数、そのクラスだけで使える変数、そして、どこでも使える変数などを定義することができる。

例でいえば、この版画の作業で、全部の工程にかかわっているものは版木、つまりは作業工程の中で絵師に鉛筆で描かれたり、彫刻刀で掘られたり、絵の具を塗られたり、紙に摺られたりしているわけである。この版木をわざわざ、描く、彫る、塗る工程ごとに版木ですと定義するのはナンセンスだろう。一方、彫刻刀、バレンという変数があったとしても、それを使用するのはそれぞれ彫師と摺師だけであるので、これをグローバル変数にするのも効率が悪い。つまり、作業において発生する物や出来事に対して、関係あるものとないものを振り分けることができるのが、変数のスコープの役割である。

以下続く…