パスタ作りもオブジェクト指向なのかも

Monta

先日パスタの記事を書いている時に、ふと思いました。「これってオブジェクト指向だなぁ」って。
まだお読みで無い方は、以下の記事↓から先に読むと話が分かりやすくなると思います。

みんな大好きパスタの時間

「オブジェクト指向」…多くの方には聞き覚えのない言葉かも知れません。
ただそう意識せずとも、頭の中ではこの考え方を使っている人も多いと考えています。
IT屋さんは「繰り返される作業を自動化」することが仕事なので、この考え方が重要です。

端的に言うなら、複数のものの共通することと、違うことを分けて整理した上で、
繰り返される作業の流れを「ここは同じ」「ここは条件によって変える」と示すことです。
それをコンピュータに分かる言語で書いていくのがプログラミングというわけです。

システムエンジニアの頭の中を知りたい方
IT技術の裏側にある「考え方」に興味がある方
プログラミングに1歩踏み出そうとしている方

そんな方々のお役に立てる記事になっています。
単に「世の中にはこういう考え方をする人もいるのね」と読み物としても面白いと思います◎

分かりやすいように、パスタ作りを例に説明していくね！

もんた

オブジェクト指向を構成するもの

クラスとインスタンス

オブジェクト指向では、親子関係にあるグループを「クラス」「インスタンス」と示します。

パスタで例えるなら「クラス」は、どんなソースでも共通する部分ですね。
・「パスタ」クラス：茹でた乾麺にソースをあえて食べるもの

パスタで例えるなら「インスタンス」は、どのソースのパスタかの違いですね。
・「オイルベース」インスタンス　　：　オリーブオイル
・「トマトベース」インスタンス　　：　オリーブオイル　＋　トマト缶
・「クリームベース」インスタンス　：　バター　　　　　＋　生クリーム

さらに具材の違いで分けるなら、それは「子インスタンス」となります

もんた

プロパティ（特徴）とメソッド（動作）

更にそれぞれのインスタンスについて、「特徴」「動作」に分けて整理します。

パスタで例えるなら特徴（プロパティ）は以下の通り。
・オイルベース：「あっさり」「シンプルで食べやすい」
・トマトベース：「見た目が華やか」「子どもが服を汚しやすい」
・クリームベース：「味がマイルドで食べやすい」「カロリー高め」

そして同じく「動作」（メソッド）は以下の通り。
・オイルベース：「具材を入れた後、茹で汁と油を乳化させる」
・トマトベース：「具材を入れた後、トマトを加えて一煮立ちさせる」
・クリームベース：「オリーブオイル＋バターを熱する」「具材を入れた後、生クリームを加えて一煮立ちさせる」

確かに、前回の記事ではソース別に作り方を整理していたね！

もんた

オブジェクト

これは、上で説明した「特徴（プロパティ）」と「動作（メソッド）」が含まれる概念のことを指します。
「レシピ」のようなものだと考えて頂ければ良いです。

インスタンスは、このレシピを元に作られた「モノ」というわけです。

すなわち、オイルベースのパスタというインスタンスを作るにあたって、
オイルベースパスタのオブジェクト（レシピ）を使って作る、ということになります。

ふんわりしているけれど、オブジェクト（レシピ）は実体が無い、”概念”ということデス

もんた

オブジェクト指向のメリット

現実世界に似ている

これは人がプログラミングをするにあたって、大事な要素ですね。
現実の物や事象をそのままプログラムに取り入れるので、人が理解しやすいという特徴があります。

管理しやすい

たくさんの「レシピ」が体系的に整理されることで、管理が簡単になります。
パスタで共通する手順（パスタを茹でる工程など）、ソースごとに違う手順を分けて整理しておくことで
頭の省エネ、コンピュータのリソース節約に繋がります。

再利用性がある

一度整理した「レシピ」は、他の場所でも使い回すことができます。
共通する手順は全メニューのページに書かなくて良くて、前ページ参照、と飛ばしておけば良いわけです。

重複も無駄もないプログラム、これをIT業界では「美しい」と表現します。笑

もんた

もしもパスタ作りをプログラムで書くなら・・・？

どんなふうになるのだろう？？ということで、試しに生成AIに書いてもらいました。
まとめ方は上述の内容と違う部分（サブクラス使ってたり）もありますが、イメージとしてはこんな感じです。

興味のある方はどうぞ（クリックして展開）

# パスタの基本クラス
class Pasta:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def boil_water(self):
        """お湯を茹でる工程"""
        return "Boiling water."
    def prepare_ingredients(self):
        """具材を切る工程"""
        return "Preparing ingredients."
    def cook_pasta(self):
        """乾麺を茹でる工程"""
        return "Boiling pasta."
    def add_ingredients(self):
        """具材を加える工程（サブクラスで実装）"""
        raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method")
    def mix_with_sauce(self):
        """パスタをソースと和える工程"""
        return f"Mixing pasta with sauce for {self.name}."
    def prepare(self):
        """全工程を順番に実行する"""
        steps = [
            self.boil_water(),
            self.prepare_ingredients(),
            self.cook_pasta(),
            self.add_ingredients(),
            self.make_sauce(),
            self.mix_with_sauce()
        ]
        return " ".join(steps)
    def make_sauce(self):
        """ソース作り（サブクラスで具体的に実装）"""
        raise NotImplementedError("Subclasses must implement this method")
# オイルベースのパスタ
class OilBasedPasta(Pasta):
    def __init__(self, name, oil_type, ingredient):
        super().__init__(name)
        self.oil_type = oil_type
        self.ingredient = ingredient
    def add_ingredients(self):
        """具材を加える工程"""
        return f"Adding {self.ingredient} to the pan."
    def make_sauce(self):
        """オイルベースのソース作り"""
        return f"Making oil-based sauce with {self.oil_type}."
# トマトベースのパスタ
class TomatoBasedPasta(Pasta):
    def __init__(self, name, tomato_type, ingredient):
        super().__init__(name)
        self.tomato_type = tomato_type
        self.ingredient = ingredient
    def add_ingredients(self):
        """具材を加える工程"""
        return f"Adding {self.ingredient} to the pan."
    def make_sauce(self):
        """トマトベースのソース作り"""
        return "Making tomato-based sauce."
    def add_tomato(self):
        """トマトを加える工程"""
        return f"Adding {self.tomato_type} tomatoes to the pan."
    def prepare(self):
        """トマトベースのパスタに特有の調理手順を実行"""
        steps = [
            self.boil_water(),
            self.prepare_ingredients(),
            self.cook_pasta(),
            self.add_ingredients(),
            self.add_tomato(),
            self.make_sauce(),
            self.mix_with_sauce()
        ]
        return " ".join(steps)
# クリームベースのパスタ
class CreamBasedPasta(Pasta):
    def __init__(self, name, cream_type, ingredient):
        super().__init__(name)
        self.cream_type = cream_type
        self.ingredient = ingredient
    def add_ingredients(self):
        """具材を加える工程"""
        return f"Adding {self.ingredient} to the pan."
    def add_butter(self):
        """バターを加える工程"""
        return "Adding butter to the pan."
    def add_cream(self):
        """生クリームを加える工程"""
        return f"Adding {self.cream_type} cream to the pan."
    def make_sauce(self):
        """クリームベースのソース作り"""
        return "Making cream-based sauce."
    def prepare(self):
        """クリームベースのパスタに特有の調理手順を実行"""
        steps = [
            self.boil_water(),
            self.prepare_ingredients(),
            self.cook_pasta(),
            self.add_butter(),
            self.add_ingredients(),
            self.add_cream(),
            self.make_sauce(),
            self.mix_with_sauce()
        ]
        return " ".join(steps)
# パスタ工場クラス
class PastaFactory:
    @staticmethod
    def create_pasta(pasta_type, name, base_ingredient, extra_ingredient=None):
        """指定されたパスタの種類に応じてインスタンスを生成"""
        if pasta_type == 'oil':
            return OilBasedPasta(name, base_ingredient, extra_ingredient)
        elif pasta_type == 'tomato':
            return TomatoBasedPasta(name, base_ingredient, extra_ingredient)
        elif pasta_type == 'cream':
            return CreamBasedPasta(name, base_ingredient, extra_ingredient)
        else:
            raise ValueError("Unknown pasta type")
# パスタのインスタンスを生成して調理する
def main():
    # 各パスタのインスタンスを生成
    oil_pasta = PastaFactory.create_pasta('oil', "Aglio e Olio", "extra virgin olive oil", "garlic")
    tomato_pasta = PastaFactory.create_pasta('tomato', "Marinara", "San Marzano tomatoes", "garlic")
    cream_pasta = PastaFactory.create_pasta('cream', "Alfredo", "heavy cream", "mushrooms")
    # 各パスタの調理方法を表示
    print(oil_pasta.prepare())
    print(tomato_pasta.prepare())
    print(cream_pasta.prepare())
if __name__ == "__main__":
    main()

こりゃ目が回る～

もんた

まとめ

オブジェクト指向は、物事を特徴・動作と紐づけて整理する考え方
一連の作業について、共通する部分・特有の部分を分けて考えることで、共通部分の記憶負担を減らせる
実はITに関わらない人も頭の中ではきっと、こんな脳内整理をしているハズ・・・？

IT業界に入って、勉強を始めると、このオブジェクト指向で躓つまずく人が多い印象です。

でもプログラム特有の話というのではなくて、思考整理術の一つとして考えてもらうと、
「そう言われれば、無意識でそういう考え方してるかも…」と気づくと思うんです。
脳が記憶容量を節約するために、アレコレやってくれているんですよね。

ITで実現する自動化というのは、人の頭で何を考えているか？を明文化することでもあるので、
私のように文系だけど情報の仕事をやっている人がいるのも、納得できる気がします。

最後までお読み頂きありがとうございました！

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#オブジェクト指向 #システムエンジニア #プログラミング

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