RAT Java勉強会2004 第01回 オブジェクト指向とJava

オブジェクト指向といえば、大抵の本はカプセル化や継承を第一に挙げると思います。
これらはプログラムに慣れていない人にとっては、難解であまり意味がありません。
今回は、オブジェクト指向の”オブジェクト”に焦点をあてて、プログラミングする方法を紹介します。

プログラミングのイメージ

• 覚えることが多い
• 思ったとおりに動かない
• ぐちゃぐちゃになってしまう

オブジェクト指向のイメージ

• 良さが分からない
• プログラムを書く量が多くて面倒

オブジェクト指向プログラミングの実際

• 覚えることは意外と少ない
  • 一通りルールを理解すれば、あとは辞書だけでOK
• 直感どおりに書ける
  • 現実世界の現象をそのままプログラムに
• きれいに書ける
  • 上図に設計すれば、英語のような文章になる
• 少ないコードでいろいろできる
  • 再利用が楽なので、自分が書くべきコードはちょっと

オブジェクト指向によるプログラミング

“Tanakaは喫茶店でコーヒーを注文し、コーヒーを飲んだ”

これをJavaで表現してみてください

オブジェクト(物体)になりうるもの

• o Tanaka
• o 喫茶店
• o コーヒー
• x 注文する → 振る舞い
• x 飲む → 振る舞い

クラスの作成

• Tanaka

  • 文中の”Tanaka”を表す

• CafeShop

  • 文中の”喫茶店”を表す

• Coffee

  • 文中の “コーヒー” を表す

オブジェクトの振る舞い(機能)

• 各物体には次のような機能が考えられる

  • Tanakaは

    • 注文する
    • 飲む

  • 喫茶店は

    • 注文される

  • コーヒーは

    • 飲まれる

振る舞いの選択 (1.1)

• Tanakaは喫茶店でコーヒーを注文し…

  • → Tanakaは喫茶店でコーヒーを注文する
  • → 喫茶店はコーヒーを注文される

• 結果的にコーヒーを手に入れたいが、どちらがいいか？

振る舞いの選択 (1.2)

• Tanakaは喫茶店でコーヒーを注文する

  • tanaka.getCoffeeAt(cafeShop)
  • 「Tanakaはコーヒーをコーヒーショップで手に入れる」
  • Tanakaの振る舞いとして考える

• 喫茶店はコーヒーを注文される

  • cafeShop.getCoffee()
  • 「コーヒーショップでコーヒーをもらう」
  • 喫茶店の振る舞いとして考える

• 直感的だと思うほうを使えばよい(とりあえず後者)

振る舞いの選択 (2.1)

• …(Tanakaは)コーヒーを飲んだ

  • → Tanakaはコーヒーを飲む
  • → コーヒーはTanakaに飲まれた

• 結果的にTanakaがコーヒーを飲めばよい

振る舞いの選択 (2.2)

• Tanakaはコーヒーを飲む

  • tanaka.drink(coffee)
  • 「Tanakaはコーヒーを飲む」
  • Tanakaの振る舞いとして考える

• コーヒーはTanakaに飲まれる

  • coffee.drunkBy(tanaka)
  • 「コーヒーはTanakaに飲まれる」
  • コーヒーの振る舞いとして考える

• 直感的だと思うほうを使えばよい(とりあえず前者)

クラスの記述 (Tanaka)

• class Tanaka

  • void drink(Coffee coffee)

• この世界ではTanakaはこれ以外の振る舞いを持たなくて良い

クラスの記述 (CafeShop)

• class CafeShop

  • Coffee getCoffee()

• この世界では喫茶店はこれ以外の振る舞いを持たなくて良い

クラスの記述 (Coffee)

• class Coffee

• この世界ではCoffeeは特に振る舞いを持たない

クラスの実装 (Tanaka)

class Tanaka {
  public void drink(Coffee coffee) {
    System.out.println("コーヒーを飲んだ");
  }
}

クラスの実装 (CafeShop)

class CafeShop {
  public Coffee getCoffee() {
    System.out.println("コーヒーが注文された");
    // コーヒーを作成して返す
    return new Coffee();
  }
}

クラスの実装 (Coffee)

class Coffee {
}

ここまでの流れ

• 世界に必要な物体を定義した(クラスを作成した)

  • Tanaka (Tanaka)
  • 喫茶店 (CafeShop)
  • コーヒー (Coffee)

• それぞれの物体の振る舞いを定義した(メソッドを作成した)

  • Tanaka#drink(Coffee)
  • CafeShop#getCoffee()

これからの流れ

• 必要な単語(物体と機能)は揃ったので、これらを連結させてプログラムにする ++ 喫茶店でコーヒーを注文
  ++ Tanakaは(その)コーヒーを飲んだ

プログラムの世界を記述 (Main)

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    // 世界に存在する物体を創造
    Tanaka tanaka = new Tanaka();
    CafeShop cafeShop = new CafeShop();

    // 喫茶店でコーヒーを注文し、…
    Coffee coffee = cafeShop.getCoffee();

    // …Tanakaはコーヒーを飲む
    tanaka.drink(coffee);
  }
}

まとめ

• 次の手順で文章をプログラムに変換できた ++ 文章からオブジェクト(物体)になるものを探す
  • Tanaka, 喫茶店, コーヒー ++ 文章から振る舞い(機能)になるものを探す
  • 注文する, 飲む ++ オブジェクトと振る舞いを結びつける (物体の機能を考える)
  • Tanaka#drink(Coffee), CafeShop#getCoffee() ++ 文章の流れをそのままプログラムにする
    +++ 喫茶店でコーヒーを注文 (cafeShop.getCoffee())
    +++ Tanakaは(その)コーヒーを飲んだ (tanaka.drink(coffee))

結局

• オブジェクト指向プログラミングは、「オブジェクトを中心に」プログラムを組めばよい
• 文章を直感のままプログラムに変換できる

課題

課題 1 - プログラムの変換

• 次の文章を今回の手順でプログラムに変換しなさい

Suzukiは自動販売機でジュースを買って飲んだ。

課題 2 - 喫茶店という世界の拡張

• 以下の文章をプログラムにしなさい

“Tanakaは喫茶店でコーヒーを注文し、コーヒーを飲んだ。喫茶店ではコーヒーを注文された際に、コーヒーメーカーを使用してコーヒーを淹れる。”

• 今回例題で使用したプログラムと比較しなさい