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Pythonで学ぶオブジェクト指向の基本：クラスとインスタンスをマスターしよう

Pythonは初心者からプロまで幅広く使われているプログラミング言語です。中でも「オブジェクト指向（OOP）」という考え方は、効率的で再利用性の高いコードを書くために欠かせません。この記事では、Pythonでオブジェクト指向を理解するために必要な基本概念から、クラスや継承、カプセル化、ポリモーフィズムといった重要なトピックまでを、実例を交えてわかりやすく解説します。プログラミング初心者の方でも安心して読み進められる内容となっています。

オブジェクト指向とは何か？
クラスとインスタンスの定義
1. __init__メソッドとは？
メソッドとプロパティ
継承とは？
カプセル化とは？
ポリモーフィズム（多態性）とは？
実際にクラスを使って簡単なアプリを作ってみよう
まとめ：Pythonでオブジェクト指向を学ぶメリット

オブジェクト指向とは何か？

オブジェクト指向とは、「物（オブジェクト）」を中心にしてプログラムを構築する考え方です。現実世界にある「もの」や「動作」をプログラム上でも似たように扱えるようにしたものが、オブジェクト指向の根本的な発想です。

例えば、「犬」というオブジェクトがあるとします。このオブジェクトは「名前」「年齢」といったデータ（属性）と、「吠える」「走る」といった動作（メソッド）を持っています。Pythonでは、このようなオブジェクトを「クラス」という設計図で定義し、それをもとに「インスタンス（実体）」を作成して利用します。

クラスとインスタンスの定義

Pythonでオブジェクト指向を扱ううえで、最初に学ぶべきは「クラス（class）」と「インスタンス（instance）」です。

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def bark(self):
        print(f"{self.name}はワンワンと吠えます！")

# インスタンスの生成
my_dog = Dog("ポチ", 3)
my_dog.bark()  # 結果：ポチはワンワンと吠えます！

このように、Dogというクラスを定義し、それを使ってmy_dogという実体（インスタンス）を作成しています。

initメソッドとは？

__init__メソッドは、インスタンスが生成されたときに自動的に呼び出される特別なメソッドです。ここでは、名前と年齢を引数で受け取り、インスタンスにその情報を持たせています。

メソッドとプロパティ

オブジェクトが持つ「動作」はメソッドと呼ばれ、「データ」は**プロパティ（属性）**と呼ばれます。

print(my_dog.name)  # プロパティの参照
my_dog.bark()       # メソッドの実行

selfは、インスタンス自身を指す特別なキーワードで、クラス内で定義されたメソッドでは必ず最初の引数として書く必要があります。

継承とは？

オブジェクト指向の重要な特徴のひとつが**継承（inheritance）**です。あるクラスの機能を引き継いで、新しいクラスを作ることができます。

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        print(f"{self.name}が何かを話しています。")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print(f"{self.name}はニャーと鳴きます。")

tama = Cat("タマ")
tama.speak()  # タマはニャーと鳴きます。

このように、CatクラスはAnimalクラスを継承しており、speakメソッドをオーバーライドしています。

カプセル化とは？

カプセル化とは、オブジェクトの内部情報を隠して、外部からの直接アクセスを制限することです。これにより、不正なデータ操作を防ぐことができます。

Pythonでは、属性名の前にアンダースコア（_や__）をつけることで、それを非公開（慣習的に）にできます。

class BankAccount:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance  # プライベート属性

    def deposit(self, amount):
        self.__balance += amount

    def get_balance(self):
        return self.__balance

account = BankAccount(1000)
account.deposit(500)
print(account.get_balance())  # 1500

外部からaccount.__balanceと直接アクセスしようとしてもエラーになります。

ポリモーフィズム（多態性）とは？

ポリモーフィズムは、同じメソッド名であっても、異なるクラスで異なる動作を実行できる性質です。

class Bird:
    def speak(self):
        print("チュンチュン")

class Human:
    def speak(self):
        print("こんにちは")

def call_speak(obj):
    obj.speak()

call_speak(Bird())   # チュンチュン
call_speak(Human())  # こんにちは

このように、speakメソッドを持つ異なるクラスのオブジェクトに対して、同じインターフェースで異なる動作を行うことができます。

実際にクラスを使って簡単なアプリを作ってみよう

以下は、買い物かご（カート）をシミュレートする簡単な例です。

class Item:
    def __init__(self, name, price):
        self.name = name
        self.price = price

class Cart:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def add_item(self, item):
        self.items.append(item)

    def total(self):
        return sum(item.price for item in self.items)

cart = Cart()
cart.add_item(Item("りんご", 100))
cart.add_item(Item("バナナ", 150))

print("合計金額：", cart.total(), "円")