オーバーライドと多態性
オーバーライドと多態性（ポリモーフィズム）は、オブジェクト指向プログラミングにおける重要な概念です。これにより、同じインターフェース（メソッド名）を持つ複数のクラスが異なる動作を実装できるようになります。本記事では、オーバーライドと多態性について解説します。
オーバーライドの基本
オーバーライドとは、親クラスで定義されたメソッドを、子クラスで再定義して異なる挙動を持たせることです。これにより、子クラスは親クラスから継承されたメソッドの動作を上書きし、独自の機能を持たせることができます。
オーバーライドの例
次のコードは、親クラスと子クラスで同じメソッド名を持ち、それぞれ異なる動作をする例です。
# 親クラス（基底クラス）
class Animal:
def speak(self):
return "鳴き声をあげます。"
# 子クラス（派生クラス）
class Dog(Animal):
def speak(self):
return "ワンワンと吠えます。"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return "ニャーニャーと鳴きます。"
# インスタンスの作成
dog = Dog()
cat = Cat()
print(dog.speak()) # 出力: ワンワンと吠えます。
print(cat.speak()) # 出力: ニャーニャーと鳴きます。
この例では、Animalクラスのspeakメソッドを子クラスでオーバーライドし、それぞれDogクラスとCatクラスで異なる鳴き声を出力しています。
ポリモーフィズム（多態性）
ポリモーフィズム（多態性）は、同じメソッドが異なるクラスで異なる動作をすることを指します。これにより、共通のインターフェースを持つオブジェクトに対して、個々のクラスに依存しない形で操作を行うことができます。
ポリモーフィズムの例
ポリモーフィズムの例として、異なるクラスのオブジェクトに対して同じメソッドを呼び出す場合、それぞれのクラスで異なる動作が実行されます。
# 共通の関数で複数のクラスを扱う
def make_noise(animal):
print(animal.speak())
# インスタンスの作成
dog = Dog()
cat = Cat()
# ポリモーフィズムの実例
make_noise(dog) # 出力: ワンワンと吠えます。
make_noise(cat) # 出力: ニャーニャーと鳴きます。
上記の例では、make_noise関数がDogやCatのインスタンスに対して同じspeakメソッドを呼び出していますが、それぞれのクラスに応じた動作が実行されています。これがポリモーフィズムの効果です。
オーバーライドとポリモーフィズムの仕組み
| 概念 | 説明 |
|---|---|
| オーバーライド | 親クラスのメソッドを子クラスで再定義し、動作を上書きする。 |
| ポリモーフィズム | 同じインターフェース（メソッド名）を異なるクラスで実装し、異なる動作を実行する。 |
親クラスのメソッド呼び出し（super）
オーバーライドされたメソッドでも、super()を使って親クラスのメソッドを呼び出すことが可能です。これにより、親クラスの機能を活かしつつ、子クラスで拡張した動作を行うことができます。
class Bird(Animal):
def speak(self):
original = super().speak() # 親クラスのメソッドを呼び出す
return original + " しかし、鳥はチュンチュンと鳴きます。"
bird = Bird()
print(bird.speak()) # 出力: 鳴き声をあげます。しかし、鳥はチュンチュンと鳴きます。
この例では、super()を使って親クラスAnimalのspeakメソッドを呼び出し、その結果に独自の動作を追加しています。
オーバーライドとポリモーフィズムを使用する際の注意点
- オーバーライドされたメソッドは、子クラスで親クラスの同じ名前のメソッドを完全に上書きします。そのため、必要があれば
super()を使って親クラスのメソッドを部分的に利用することが推奨されます。 - ポリモーフィズムを使うことで、共通のインターフェースを通じて異なるクラスを扱うことができますが、それぞれのクラスでメソッドの動作が異なるため、デバッグ時には注意が必要です。
まとめ
オーバーライドとポリモーフィズムは、オブジェクト指向プログラミングにおいて強力な機能です。オーバーライドを使うことで、親クラスのメソッドを上書きし、子クラスに固有の動作を追加できます。また、ポリモーフィズムにより、共通のインターフェースを通じて異なるクラスのオブジェクトを操作できるため、柔軟で拡張性のあるコードが実現可能です。