オブジェクト指向とは?初心者向けにやさしく解説
新人
「先輩、Javaを勉強してたら“オブジェクト指向”って言葉がよく出てくるんですが、正直よくわからないんです…」
先輩
「それはいいところに気がついたね。Javaでは、オブジェクト指向がとても大事なんだよ。基本から説明するね。」
新人
「お願いします!できるだけわかりやすく教えてください!」
先輩
「もちろん。難しい言葉は使わずに、身近な例で説明するから安心してね。」
1. オブジェクト指向とは何か?(ものの考え方としての基本説明)
オブジェクト指向とは、プログラムを「モノ(オブジェクト)」として考える方法です。たとえば、身の回りにある道具や人、動物などすべてを「モノ」として見て、それぞれが自分の「持ち物」や「行動」を持っている、という考え方です。
Javaでは、オブジェクトという「モノ」が、データ(持ち物)と機能(行動)をセットで持っています。そして、必要なときにそれぞれのモノに命令して動かしていくのがオブジェクト指向です。
オブジェクト指向では、このような「考え方」を使ってプログラムを書くことで、整理されたコードになり、あとから見てもわかりやすくなります。
たとえば、「犬」をオブジェクトと考えた場合、犬は「名前」「年齢」という持ち物を持ち、「吠える」「歩く」という行動をすることができます。これをJavaで表現すると、犬のクラスを作って、それを元にオブジェクトを作るイメージになります。
2. 「モノ」や「道具」にたとえて説明(例:リモコン、テレビ、車など)
オブジェクト指向の考え方をもっと身近なもので説明すると、たとえば「テレビのリモコン」があります。リモコンには、「チャンネル番号」や「音量レベル」などの持ち物があり、「チャンネルを変える」「音量を上げる」という行動があります。
このリモコン自体がひとつの「オブジェクト」として考えられます。そして、リモコンを操作することでテレビに命令を出すわけです。このように、現実の世界にあるモノの仕組みを、Javaのプログラムにそのまま取り入れる考え方がオブジェクト指向です。
もうひとつ例を出すと、「車」もオブジェクトとして考えられます。車には「色」「スピード」「燃料」などの持ち物があり、「走る」「止まる」「曲がる」といった行動があります。このように、車というオブジェクトを作って操作することで、複雑な動作もわかりやすく表現できるようになります。
オブジェクト指向の良いところは、現実世界と同じような感覚でプログラムを組めることです。だから、初心者でも少しずつ慣れていけば自然と理解できるようになります。
Javaでは、このようなオブジェクトをクラスという型から作っていきますが、それは次のステップで詳しく学んでいけば大丈夫です。今は「モノが持ち物と行動を持っている」と覚えておけば十分です。
3. オブジェクト指向の3つの考え方(カプセル化、継承、ポリモーフィズム)のやさしい紹介
オブジェクト指向には、大きくわけて三つの考え方があります。それが「カプセル化」「継承」「ポリモーフィズム」という考え方です。名前だけ聞くとむずかしく感じますが、それぞれに意味があり、理解するととても便利な考え方です。
まず「カプセル化」は、ひとことで言うと「大事な情報をひとまとめにして、外からは勝手にいじれないようにする」という考え方です。たとえば、お弁当箱の中におかずを入れて、フタをしておけば、勝手に中身をいじることができませんよね。このように、必要な部分だけ見せて、中のしくみはかくしておくというのが「カプセル化」です。
次に「継承」です。これは「親の特徴や動きを子どもが受けつぐ」という考え方です。たとえば、「動物」という親の特徴を「犬」や「猫」という子どもが引きつぐようなイメージです。犬も猫も動物だから「呼吸する」「歩く」などの共通の行動を持っていますよね。このように、共通の部分は親にまとめて、子どもはそれをそのまま使うことができるのが「継承」です。
さいごに「ポリモーフィズム」という考え方です。これはちょっとむずかしく聞こえるかもしれませんが、「同じ命令でも、オブジェクトによって動きが変わる」というものです。たとえば、リモコンの「電源ボタン」を押したとき、テレビなら電源がつくし、エアコンなら別の動きをしますよね。同じ「電源ボタン」でも、その相手によって動きが変わる。これが「ポリモーフィズム」です。
この三つの考え方は、オブジェクト指向を使ったプログラミングでとても大切です。Javaでもこの仕組みをしっかり使ってプログラムを作ります。まずは名前とイメージを覚えることが大事です。コードの書き方はあとから学べば大丈夫なので、今は考え方をしっかり理解しておきましょう。
4. それぞれをイメージしやすいたとえで解説(カプセル化→お弁当箱、継承→動物の親子、ポリモーフィズム→リモコンのボタン)
オブジェクト指向の三つの考え方を、もっとわかりやすくするために、日常のものを使ってイメージしてみましょう。
まず「カプセル化」は、お弁当箱で考えるとわかりやすいです。お弁当箱の中には、ごはんやおかずが入っていて、外からは中身が見えません。ふたを開けないと中がわからないですよね。つまり、大事な中身は見えないようにして、必要な部分だけ取り出せるようにしている。それが「カプセル化」です。プログラムでも、必要な情報だけを見せて、それ以外はかくしておくことで、安全で整理された作りになります。
つぎに「継承」は、動物の親子で考えてみましょう。「動物」という親がいて、「犬」「猫」「ウサギ」などが子どもになります。親である「動物」には、「動く」「呼吸する」などの共通する特徴があります。子どもたちは、その特徴をそのまま持っていて、それぞれに「吠える」「鳴く」といった違う動きも加えることができます。このように、親の特徴を引きついで、自分の特徴を加える仕組みが「継承」です。
さいごに「ポリモーフィズム」です。これは、リモコンのボタンでたとえるとイメージしやすいです。リモコンには「電源ボタン」がありますが、テレビに向けて押すとテレビがつきます。エアコンに向けて押すとエアコンが動きます。同じ「電源ボタン」でも、相手によって反応がちがいます。これが「ポリモーフィズム」です。プログラムの世界でも、同じ命令を出しても、オブジェクトごとに動きが変わるように作ることができます。
このように、オブジェクト指向の三つの考え方は、すべて日常にあるモノでたとえることができます。カプセル化はお弁当箱、継承は動物の親子、ポリモーフィズムはリモコンのボタン。初心者のうちは、こうした身近なたとえを頭に入れておくと、Javaの勉強がずっと楽になります。
オブジェクト指向の基本は「モノの考え方」です。プログラムも現実の世界と同じように、モノが持ち物と行動を持っていて、それぞれが関係しあいながら動いています。難しく考えずに、まずはイメージすることから始めてみましょう。
5. Javaでオブジェクト指向がどう使われるのか(簡単な説明)
ここまでオブジェクト指向の考え方を学んできましたが、実際にJavaではどのように使われているのでしょうか。Javaはオブジェクト指向を前提として作られた言語なので、プログラムのほとんどが「クラス」と「オブジェクト」を使って作られます。
クラスというのは、モノの設計図のようなものです。そして、そのクラスを元にして実際のモノ(オブジェクト)を作り出します。たとえば、「車クラス」があれば、それを使って「赤い車」「青い車」などのオブジェクトを作ることができます。それぞれの車には、スピードや燃料などの情報(持ち物)があり、「走る」「止まる」といった動作(行動)をすることができます。
Javaでオブジェクト指向を使うと、こうしたモノごとの情報と動きをひとまとめにできるので、プログラムの見通しがよくなります。また、同じクラスからいくつでも似たようなオブジェクトを作れるので、再利用もしやすくなります。
さらに、カプセル化を使えば、必要な情報だけを外に見せて、ほかの部分はかくしておくことができます。これにより、他の部分に悪い影響を与えずに、安心して変更できるようになります。継承を使えば、共通の処理をひとつにまとめることができ、ポリモーフィズムを使えば、同じ名前の命令でいろいろな動きをさせることもできます。
このように、Javaのプログラムでは、オブジェクト指向がいろいろな場面で使われていて、初心者でも使いこなせるようになると、とても便利でわかりやすいプログラムが書けるようになります。
6. 実際に学ぶときのポイントや、初心者にとってのメリット
オブジェクト指向を学ぶときは、最初からすべてを完ぺきに理解しようとしなくても大丈夫です。まずは「クラス」や「オブジェクト」という言葉に慣れることから始めて、少しずつイメージを広げていきましょう。
初心者にとってのポイントは、むずかしい専門用語ではなく、身近なモノにたとえて考えることです。「犬」「車」「テレビ」など、自分がよく知っているものをオブジェクトと見立てて、「どんな持ち物があるか」「どんな動きができるか」を想像してみると理解しやすくなります。
また、Javaの開発環境として「Pleiades」を使えば、日本語メニューで操作できるので、初心者にもわかりやすく安心です。PleiadesでJavaのプロジェクトを作って、クラスをひとつ作成し、その中でmainメソッドを書くだけで、すぐにプログラムを動かすことができます。
実際にJavaでコードを書くときは、「クラスを作る」「フィールドやメソッドを書く」「オブジェクトを作って使う」という流れを覚えることが大切です。はじめは意味がわからなくても、くり返し書いていくうちに自然と慣れていきます。
オブジェクト指向を理解して使えるようになると、自分の書いたプログラムがきちんと整理され、誰が見てもわかりやすいコードになります。また、あとから機能を追加したり、修正したりするときも、どこを直せばよいかがすぐにわかるようになります。
初心者のうちは、意味がわからなくても大丈夫です。まずは「オブジェクト指向は便利な考え方なんだ」と思って、少しずつ学んでいきましょう。
7. まとめ(初心者が安心して学べるよう励ましの言葉を含める)
ここまで、オブジェクト指向の基本的な考え方について、できるだけやさしい言葉で説明してきました。オブジェクト指向は、プログラムを「モノ」として考える方法で、Javaではその考え方がとても大切になります。
カプセル化、継承、ポリモーフィズムといった考え方も、日常のモノにたとえて考えれば、それほどむずかしくありません。お弁当箱や動物の親子、リモコンなど、身近なものを使ってイメージすることで、少しずつ理解できるようになります。
また、Javaのプログラムでは、オブジェクト指向を使うことで、プログラム全体が整理されて、読みやすく、修正しやすくなります。最初はわからなくても、学びながら少しずつできるようになっていきます。
「自分にはむずかしいかも…」と思っても心配しないでください。誰でも最初は初心者です。少しずつでも続けていけば、きっと理解できるようになります。Pleiadesを使えば、開発環境も整っていて、すぐにJavaのプログラムを実行できます。
大事なのは、あせらずに、自分のペースで学んでいくことです。オブジェクト指向の考え方を知っておくと、これから学ぶJavaのプログラムがもっと楽しくなります。ぜひ、楽しく学びながら、Javaの世界に一歩ずつ進んでいきましょう。