比較プログラム言語論平成１７年７月１３日森田彦レポート（7/6）総括＜テーマ＞以下の設問に答えて下さい。 1. クラスとインスタンスの実例を挙げて下さい。 2. プログラムの再利用性を高める差分プログラムを可能にするのは、オブジェクト指向のどのような機能ですか？ → クラスの継承機能＜感想・その他＞詳細はHP参照  クラスの継承に関して  カプセル化がもたらす危うさについて  前回のレポートへのコメントクラスとインスタンスの実例 ① 1. ★クラス→テレビ ※プロパティ：高さ・幅・奥行き・画面サイズ・画面材質 etc. ※メソッド：電源ON/OFF・チャンネル変更 etc. ★インスタンス→２０インチ液晶テレビ 2. クラスがサッカーチーム、インスタンスがＦＣバルセロナ、ＡＣミランなど 3. クラスを（惑）星とすると、インスタンスは地球や火星といったものに当てはめられる。 4. 東芝製のパソコンというクラスの中のDynaBookSSというインスタンス。クラスとインスタンスの実例 ② －スーパクラスとサブクラスの関係とした方がより適切な例－ 1. クラス：動物インスタンス：犬、鳥、人間、猫 → 犬、鳥などは、動物クラスを継承してできるサブクラスと捉えた方が良い。 2. クラス=乗り物インスタンス=自動車、飛行機、新幹線（乗り物ごとの速度や乗客数などの実例） → 乗り物クラスを継承してできるサブクラスと捉えた方が良い。そして例えば自動車クラスのインスタンスはトヨタカローラなど。クラスとインスタンスの例② その２  クラスには人や車などがある。人（クラス）には日本人とアメリカ人やイタリア人というインスタンスがある。 →良く考えた例だが、人クラスを継承してできるサブクラスに日本人、アメリカ人クラスがあると捉えた方がより適切。そして日本人クラスのインスタンスとして太郎、アメリカ人のインスタンスとしてJohn等がいる、と考えれば良い。クラスとインスタンスの実例 ③ 誤解等 1. 大学の学部と学科の関係が当てはまる。例を挙げるとすれば、札幌学院大学の人文学部の中に人間科学科、英語英米文学科、臨床心理学科とそれぞれが存在する。その関係がクラスとインスタンスの関係に当てはまるのではないだろうか。 → クラスとインスタンスの関係ではない。学科は学部クラスの構成要素と捉えられる。学部クラスのインスタンスは、社会情報学部や人文学部など。 2. クラス）車インスタンス）タイヤ、エンジン、オイル → 上と同じくクラスとインスタンスの関係ではない。タイヤ等は車の構成要素。クラスとインスタンス－プログラミングの場合   クラス→ 型に対応インスタンス（オブジェクト）→ 変数に対応＜通常の変数の場合＞ int a,b ; double x,y; ＜オブジェクト（インスタンス）の場合＞ JButton jButton1 = new JButton(); JButtonクラス JButtonクラスのインスタンス感想① クラスの継承に関して（その１）  今回の講義を受けて、オープンソースのこれからの重要性というのがさらに高まったと思います。多くの人が自分の使いやすいようにカスタマイズし、さらに別の人がより使いやすくとまさに典型的な再利用であると感じました。一種のクラスの継承みたいなものであるとも思いました。オープンソース運動は、オブジェクト指向のメリットを生かせる格好の場！関連する意見交換 6/29の質問「ソフトウエアの需要が生産を超えていると言うことは、もしかしたら色々な人が新しいソフトウエアを開発していく時代になるのではないでしょうか？」について   確かに現状ならそういう時代になる可能性もあります。しかしある程度の知識がないとソフトウェアの開発は出来ませんから、学校教育でプログラムの勉強をしない限りは実現は厳しいと思います。そんな時代がくる可能性ってのはあると思う。各個人の物作り意欲にも依存してくるとは思うのだが、・・・（略）「誰も作ってないみたいだから作ってしまおう」となればソフトウェア開発者は増えていくだろう。色んな人というのは、主に我々の世代とそれ以降の人たちだと思う。皆がいろんな事に疑問をもてるようになったら、いい時代が来るかもしれないなぁ。感想② クラスの継承に関して（その２）  差分プログラムの利便性の良さに感心しました。ひとつ上のクラスと同じ式を書くのではなく、代わりに「super．」を使うことで見やすく、また簡単にできるようなっている。こういう差分プログラミングをうまく利用できれば、洗礼されたプログラミングを書くことが出来ると思います。ただ、差分プログラミングのデメリットはあるのですか？多用した場合、何か不都合なことが起こりますか？補足オブジェクト指向の難しさ       ’90年代初頭の技術者は皆頭を悩ませた。オブジェクト指向の機能は便利。しかし、その活用方法のノウハウは当初は手探りだった・・・。プログラマによってクラスの設計や継承の仕方（考え方）が異なるので、共有しにくい。行き当たりばったりの継承が流行→スパゲッティ継承!? 現在は開発手法が整備されてきた。→クラスの設計や継承に関するルールが共有されるようになった。きちんと教育を受ければ一定のレベルに到達するようになった。感想③ カプセル化がもたらすあやうさについて  今回の授業をきいていて素直に思ったことは、世の中のあらゆるものが、複雑になってしまっていて、ものの内面が、「カプセル化」されて、わからなくなっているということです。機械の中身にしても、どうなっているかは、わからないけど、使用、利用することはできます。そう考えると、開発者と、利用者の差（距離）が離れているんだなぁ、と感じました。補足ソフトウェア開発におけるユーザの要求と開発者の技術力の連鎖要求ユーザ開発者技術力  この連鎖を止めることは困難  この連鎖が技術革新を生んできた。現代は、需要と技術のあやういバランスの上に成り立っている。ソフトウェアシステムの開発技術レベルを把握しておかなければトラブルが生ずる。例：みずほ銀行のシステム障害技術者の力不足？管理者の無理解（過酷な要求）？補足カプセル化のメリット＋危うさ        クラス定義の詳細を知ることなく、それを利用できる→ 効率は上がる。→カプセル化のメリット利用に必要な情報は、公開されているメソッドの使い方のみ。原則としてこれでOK しかし一般には・・・予期せぬ結果が得られたり、意味不明なエラー（動作不良）が生じた場合は、クラス定義のソースを調べる必要がある。一般の開発者では解読困難→発展を阻害する可能性がある。しかし・・・、開発現場では、オブジェクトの動作については、担当の開発者が責任を持つ、という役割分担がしっかりしている。→それにより開発効率が向上カプセル化→役割分担の徹底とも言える。感想②再オブジェクト指向に欠点はないの？  差分プログラムの利便性の良さに感心しました。ひとつ上のクラスと同じ式を書くのではなく、代わりに「super．」を使うことで見やすく、また簡単にできるようなっている。こういう差分プログラミングをうまく利用できれば、洗礼されたプログラミングを書くことが出来ると思います。ただ、差分プログラミングのデメリットはあるのですか？多用した場合、何か不都合なことが起こりますか？万能の方法などない。一般に、長所は短所にもなり得る。例１）継承→スパゲッティ継承に陥りやすい例２）カプセル化→中身を知らないため適用範囲外の用途に用いる危険性がある。＜本日のテーマ＞オブジェクト指向の実装（Java言語の場合）オブジェクト指向の機能が、Java言語でどのように実装（実現）されているのかを理解（確認）する。＜内容＞ 1. 2. 3. 4. フレームクラスの定義人間クラスの定義インスタンス（オブジェクト）の生成・利用 Java言語のメリット・デメリット１．フレームクラスの定義（復習）＜空っぽのフレームの場合＞＜Frame1クラスの定義＞プロパティの定義・・・コンストラクタの定義 } } ・・・メソッドの定義フレームの生成＜Application1.javaファイル＞フレームを生成する役割 frameの生成 Frame1クラスのインスタンスインスタンスの生成（Java言語）コンストラクタクラス名 Frame1 frame = new Frame1(); インスタンス名クラスがあれば、インスタンス（オブジェクト）の生成は容易！ JBuilderによるJavaアプリケーションの構成（補足）パッケージ（samplejava）＜クラス＞ Frame1.java フレームクラスの定義＜クラス＞ Application1.java フレームを生成役割分担の明確化！クラスとインスタンスの例（レポートより）  クラスには人や車などがある。人（クラス）には日本人とアメリカ人やイタリア人というインスタンスがある。 →良く考えた例だが、人クラスを継承してできるサブクラスに日本人、アメリカ人クラスがあると捉えた方がより適切。そして日本人クラスのインスタンスとして太郎、アメリカ人のインスタンスとしてJohn等がいる、と考えれば良い。この人間クラスを例として用いる。２．人間クラスの定義サンプルプログラム人間動け：左右に動く話せ：あいさつ日本人話せ：こんにちはアメリカ人話せ：Hello イタリア人話せ：Buon Giorno ① プログラム起動時 ② 日本人を選択し［登場］ボタンをクリック ⑤ ［退場］ボタンをクリック ③ [→]ボタンをクリックし、右へ移動 ④ ［話す］ボタンをクリックプログラムの構成パッケージ humanmain クラスApplication1：フレームの生成クラスFrame1: フレームの定義クラスhuman：人間クラスの定義人間クラスの定義ボタンクラス（JButton）をスーパークラスに Moveメソッドの定義 Speakメソッドの定義サブクラスを指す人間クラスの定義（詳細） class Human extends JButton { public void Move(int Dist) { Rectangle Rect; Rect=this.getBounds(); 現在位置を取得 Rect.x=Rect.x+Dist; 水平位置をずらす this.setBounds(Rect); ずらした位置に表示（移動） } thisはHumanクラスを public void Speak() { 指す。 this.setText("あいさつ"); } } 日本人クラスの定義（継承） Humanクラス定義部の下に以下を追加 Humanクラスを継承 class Japanese extends Human { public void Speak() { this.setText("こんにちは"); } } メソッドの上書き Americanクラス、Italianクラスの定義も同様３．インスタンスの生成・利用 ① インスタンス（オブジェクト）名の宣言（Frame1クラス内） public class Frame1 extends JFrame { private Japanese Taro; private American John; private Italian Mario; ・・・ ② コンストラクタによるインスタンス生成 Taro= new Japanese(); アメリカ人およびイタリア人オブジェクトの生成も同様「登場」ボタン void jButtonCreate_actionPerformed(ActionEvent e) { if(jRadioButtonJapan.isSelected()) { 日本人インスタンスを生成 Taro=new Japanese(); contentPane.add(Taro); Taro.setBounds(new x , y , w , h 大きさを設定 Rectangle(110,10,110,30)); Taro.setBackground(Color.white); 白色に設定 Taro.setText("日本人"); 日本人と表示 } else if(jRadioButtonAmerica.isSelected()) { ・・・アメリカ人インスタンスの処理 } else if(jRadioButtonItaly.isSelected()) { ・・・イタリア人インスタンスの処理 } } 移動「→」ボタン void jButtonMoveRight_actionPerformed(ActionEvent e) { if(jRadioButtonJapan.isSelected()) { Taro.Move(5); 5歩右へ移動 } else if(jRadioButtonAmerica.isSelected()) { John.Move(5); } else if(jRadioButtonItaly.isSelected()) { Mario.Move(5); } } 「話す」ボタン void jButtonSpeak_actionPerformed(ActionEvent e) { if(jRadioButtonJapan.isSelected()) { Taro.Speak(); } else if(jRadioButtonAmerica.isSelected()) { John.Speak(); } else if(jRadioButtonItaly.isSelected()) { Mario.Speak(); } } 多態性の実現「退場」ボタン void jButtonDelete_actionPerformed(ActionEvent e) { if(jRadioButtonJapan.isSelected()) { Taro.setVisible(false); } else if(jRadioButtonAmerica.isSelected()) { John.setVisible(false); } else if(jRadioButtonItaly.isSelected()) { Mario.setVisible(false); } } サンプルプログラム４．Java言語のメリット・デメリット（オブジェクト指向の観点から）メリットデメリットオブジェクト指向プログラミオブジェクト指向の独特の記ングの記述が容易にできる。述が初心者には理解困難。豊富なクラスライブラリが存クラスライブラリの全体像を把在する。→色々な用途のア握する事が困難。プリケーション開発が可能に。第13回目レポート  ＜テーマ＞講義中に指示します。 Java言語におけるクラスの定義 class クラス名 { プロパティ（フィールド）の定義コンストラクタの定義（初期化処理）メソッドの定義 } クラスの継承サブクラススーパークラス public class Frame1 extends JFrame { プロパティの定義コンストラクタの定義メソッドの定義 } 全クラスから参照可能コンポーネントはオブジェクト参考：言語の制約の度合い print “Hello!” BASIC 行が基本 main( ) { C printf(“Hello!\n"); 関数が基本 } 制約大 public class Hello { public static void main(String args[ ]) { Java クラスが基本 System.out.println(“Hello!”); } }  どの言語が良いかは用途によって決まる。  オールマイティな言語はない。