■オブジェクト指向がわからないあなたへ

どうも、都内の某企業に勤めるフルスタックエンジニアです。この記事では、ITの非専門家に向けて、オブジェクト指向の解説をしたいと思います。

小学生のプログラミング教育が開始されたり、AIやIoTなどの技術が身近になった今日、オブジェクト指向を理解しておくことは極めて重要です。なぜならば、オブジェクト指向はITエンジニアとっての「共通言語」であって、今やあらゆるソフトウェア技術がオブジェクト指向の上に成り立っているからです。したがって、オブジェクト指向を理解すれば、ITのすべての分野の基礎が身についたことになります。難しい概念がいくつか出てきますが、分かりやすく解説するので頑張ってついてきて下さい！

オブジェクト指向とは

まず、オブジェクト指向とは何かを解説します。オブジェクト(object)とは、「モノ」のことです。言い換えれば「モノ指向」です。つまり、コンピュータのようなバーチャルな対象ではなく、現実のモノをモデルにプログラミングしようというのが、オブジェクト指向の定義です。この考えは、今流行りのIoT(Internet of Things = モノのインターネット)にも取り入れられ、爆発的に影響力を増しています。

モノという考え方は、18世紀の哲学者カントに遡ります。カントは純粋理性批判において、理性と経験によって認識できる以前の「物自体」という概念を提唱し、大陸の合理主義とイギリスの経験主義を統一しました。オブジェクト指向におけるモノとは、カントのいう物自体です。したがって、オブジェクト指向は世界の真理を記述できます。そのため、コンピュータというバーチャルな世界を超えて、IoTを作ることが可能になります。

現代のプログラミング言語でオブジェクト指向をサポートする最も代表的な言語はJavaです。これに対して、CやC++といった旧来の言語は関数型言語といい、現在では顧みられることはありません。また、JavaのMicrosoft版であるC#や、Javaに組み込んで使うマクロ言語であるJavaScriptなどもオブジェクト指向言語であり、プロのエンジニアは好んでよく使います。一方、学生向けの教育用言語であるPythonやRubyなども、一応オブジェクト指向をサポートしています。これらはプログラミング入門には適していますが、実務で使われることはありません。

オブジェクト指向の三要素

オブジェクト指向で最も重要な要素は

• カプセル化
• 継承
• ポリモーフィズム

の3つです。これらを駆使することで、食卓から宇宙までを豊かにするIoTを作ることが可能になるのです。一つ一つ解説していきます。

カプセル化

カプセル化とは、実装を利用者から見えなくすることです。

たとえば、ソフトウェアに脆弱性があったとしても、カプセル化をしていれば、利用者からはその脆弱性は無いように見えます。したがって、オブジェクト指向で作られたソフトウェアには、セキュリティ上の問題が存在しません。

また、IoTを用いていない従来の家電製品などは、ボタンがたくさんあったりして操作がとても複雑です。カプセル化を応用すると、この操作を全く包み隠してしまっても、機械が使えるようになります。iPhoneやスマートスピーカーがタッチパネルや声認識などで操作できるのは、カプセル化のおかげです。逆に、ガラケーやボタンがたくさんある家電製品などは、オブジェクト指向(=IoT)で作られていません。

継承

継承とは、あるオブジェクトの性質を別のオブジェクトが引き継ぐことです。

たとえば、人間は「歩く」「喋る」などの動作を行え、鳥は「飛ぶ」「鳴く」などの動作が行えます。オブジェクト指向の世界では、鳥を継承することで、人間が飛んだり、鳴いたりすることができるようになります。これを応用したのが、VR（Virtual Reality=仮想現実）です。

また、iPhoneが携帯電話であるにも関わらず、ツイッターをみたり、アマゾンで買い物ができたりするのもオブジェクト指向のおかげです。つまり、iPhoneはツイッターやアマゾンを継承しているのです。それだけではなく、iPhoneは時計や財布、メモ帳など、現実世界の多くのものを継承しています。

ちょっと抽象的になりますが、この考えを突き詰めると、次のような応用が生まれます。将来必要となるすべての機能を実装したオブジェクトを一度作っておけば、後続の開発者はそれを継承するだけで、新規の開発なしに新機能を追加することができます。このような性質を「再利用性」といい、ソフトウェア開発では極めて重要な考え方となります。継承はこの再利用性をもたらすために、ソフトウェア開発のスピードを爆発的に加速させ、現代のITの発展の原動力となりました。

ポリモーフィズム

ポリモーフィズムは、日本語では「多態性」と言います。多態性とは、読んで字のごとく、多くの状態を持つということです。

オブジェクト指向では、多くの状態を持つことができます。一方、C言語などの関数型言語は状態を持つことができません。関数型言語では、プログラムを関数（つまり、入力と出力をもつブラックボックス）の合成として記述します。関数は、中学校の数学で学んだように、入力に対して出力が一意に定まるので、状態を持つことができないのです。この制約を「参照透過性」と言います。

オブジェクト指向では、参照透過性の制約がないため、プログラマは自由にコードを書くことができ、関数型言語と比べて遥かに生産的です。また、上に述べたように状態を持てるということは、プログラムの入力に対する出力を無数に持てるということです。この応用がAI（Artificial Intelligence=人工知能）です。AIが、まるで人間が考えたかのように答えを出すことができるのは、ポリモーフィズムにより無数の出力を得ることができるからなのです。

おわりに

全体的に難解な記事となってしまいましたが

部分的にでも理解すればITの世界を見る目が変わるはずです。

うさんくさい情報がネット上には多いですが

そういうものに騙されず、皆さんには本物の知識を身に着けてもらえればと思います。

Permalink | 記事への反応(27) | 17:26

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