「オブジェクト指向プログラミング」の版間の差分

OOPという[[プログラミングパラダイム|パラダイム]]は、[[クラスベース]]と[[プロトタイプベース]]の二つのサブパラダイムに大別されている。クラスベースの代表格は「[[C++]]」「[[Java]]」「[[C Sharp|C#]]」であり、プロトタイプベースの代表格は「[[Python]]」「[[JavaScript]]」「[[Ruby]]」である。前者は[[クラス (コンピュータ)|クラス]]と[[インスタンス]]の仕組みを中心にしており、後者は{{仮リンク|メタオブジェクトプロトコル|en|Metaobject|label=}}の仕組みを基礎にしている。前者は[[静的型付け]]を重視しており、後者は[[動的型付け]]を重視している。2000年代以降になるとプロトタイプベースもクラスの仕組みを積極的に取り入れるようになったので、純粋なプロトタイプベースの存在感は失われつつある。本節でもクラスベースを基準にして説明する。

[[クラスベース]]のクラスと実体化とインスタンスは、[[プロトタイプベース]]ではプロトタイプと複製とオブジェクトに置き換わる。プロトタイプとオブジェクトの大きな特徴は、プロパティとメソッドを自由に付け替えできることでありこれは[[動的束縛|動的バインディング]]とも呼ばれ、そのプロパティとメソッドの構成による型は[[ダックタイピング]]で判別される。この特徴は同時に[[ポリモーフィズム]]になる。その用法は[[関数オブジェクト]]と変数オブジェクト（値オブジェクト）に大別され、前者のプロパティは[[二階述語論理]]、後者のメソッドは[[高階述語論理]]の表現体になり、それ自体が[[メタデータ|メタ]]視点から抽象化されたオブジェクトには[[カプセル化]]という概念は必要でなくなる。[[継承 (プログラミング)|継承]]の意味合いも異なりクラスベースの基底と派生は、プロトタイプベースではプロパティ/メソッド構成のアタッチ候補とそのアタッチ先に置き換わる。アタッチ候補は親クラスや[[トレイト]]などと呼ばれる。アタッチ候補は事実上の[[委譲|デリゲーション]]先でもある。トレイトは多重継承前提でありこれは[[ミックスイン]]と呼ばれ、構造的型付けでその実装継承が判別される。

=== プロトタイプベースの黎明SmalltalkとLISPコミュニティ（1979 - 91） ===

ネットワーク技術の発展に連れて、データとメソッドの複合体であるオブジェクトの概念は、[[分散システム]]構築のための基礎要素としての適性を特に見出される事になり、[[IBM|IBM社]]、[[アップル (企業)|アップル社]]、[[サン・マイクロシステムズ|サン社]]などが1989年に共同設立した[[Object Management Group|OMG]]は、企業システムネットワーク向け分散オブジェクトプログラミングの標準規格となる[[CORBA]]を1991年に公開した。その前年に[[マイクロソフト|マイクロソフト社]]は[[ウェブアプリケーション]]向けの分散オブジェクト技術となる[[OLE]]を発表し、1993年には[[Component Object Model|COM]]と称する[[ソフトウェアコンポーネント]]仕様へと整備した。この[[Component Object Model|COM]]の利用を眼目にしてリリースされた「[[Microsoft Visual C++|Visual C++]]」「[[Visual Basic]]」は[[World Wide Web|ウェブ]]時代の新しいプログラミング様式を普及させる先駆になった。この頃に[[抽象データ型]]のメソッドを通したデータ抽象、データ隠蔽、[[アクセスコントロール]]および分散オブジェクト＝[[プロセス間通信]]の[[インタフェース (情報技術)|インターフェース]]機構によるプログラムの抽象化といった概念は、[[カプセル化]]という用語にまとめられるようになった。クラスの[[継承 (プログラミング)|継承]]が最もオブジェクト指向らしい機能と見なされていたのが当時の特徴であった。継承構造を利用したサプタイピングは[[多態性]]という用語に包括され、多重継承の欠点が指摘されると分散オブジェクトのそれに倣った[[インタフェース (抽象型)|インターフェース]]の多重実装設計が取り上げられた。こうしてカプセル化の誕生と連動するようにしていわゆるオブジェクト指向の三大要素がやや漠然と確立されている。1996年にサン社がリリースした「[[Java]]」は三大要素が強く意識された[[クラスベース]]であり、その中の分散オブジェクト技術は[[JavaBeans|Beans]]と呼ばれた。類似の技術としてアップル社も[[MacOS]]上で[[Objective-C]]などから扱える[[Cocoa]]を開発している。また、1994年から96年にかけて「[[Python]]」「[[Ruby]]」「[[JavaScript]]」といったオブジェクト指向スクリプト言語がリリースされ、従来の[[クラスベース]]に対する[[プロトタイプベース]]という新しいオブジェクト指向スタイルを定着させている。1994年の[[ギャング・オブ・フォー (情報工学)|GOF]][[デザインパターン (ソフトウェア)|デザインパターン]]の発表と、1997年に[[Object Management Group|OMG]]が標準[[モデリング言語]]として採用した[[統一モデリング言語|UML]]は、オブジェクト指向プログラミングの標準化を促進させた。{{Quotation|''... there were two main paths that were catalysed by Simula. The early one (just by accident) was the bio/net non-data-procedure route that I took. The other one, which came a little later as an object of study was abstract data types, and this got much more play.''<br>（Simulaを触媒にした二本の道があった。最初の一本はバイオネットな非データ手法で僕が選んだ方。少し遅れたもう一本は抽象データ型、こっちの方がずっと賑わっている。）|Alan Kay}}

オブジェクト指向言語は、[[抽象データ型]]に準拠した[[クラスベース]]、{{仮リンク|メタオブジェクトプロトコル|en|Metaobject|label=}}を採用した[[プロトタイプベース]]、[[Smalltalk]]を規範にした[[メッセージパッシング|メッセージング]]ベースの三タイプに分類されるのが一般的である。[[クラスベース]]では「C++」「Java」「C#」が代表的である。[[プロトタイプベース]]では「Python」「JavaScript」「Ruby」が有名である。[[メッセージパッシング|メッセージング]]ベースでは「Smalltalk」「Objective-C」「Self」などがある。言語仕様の中でオブジェクト指向の存在感が比較的高い代表的なプログラミング言語は以下の通りである。

:[[メッセージパッシング|メッセージング]]ベースのオブジェクト指向言語で当初はSmalltalkの方言として開発された。それ故にプロトタイプからプロトタイプを派生させ、またインスタンスを複製してそれにプロパティとメソッドを[[ダイナミックバインディング|動的バインディング]]できるというメタオブジェクトプロトコルも忠実に実装さ相当の仕様が備えられたている。[[プロトタイプベース]]というパラダイムはこのSelfから認知されるようになった。[[動的型付け]]重視である。Smalltalkと同様に専用のランタイム環境上で実行され、GUI運用環境の構築も目標にしていた。Selfのランタイム環境は[[実行時コンパイラ]]機能を初めて実装したことで知られており画期的な処理速度を実現している。この技術は[[Java仮想マシン]]の土台になった。

:オブジェクト指向で言われるメッセージ（''message''）とは、オブジェクトの呼び出し側と呼び出される側の間であらゆる事柄が実行時に決められる仕組み全般を指す用語である。関数名の解釈、引数構成、返り値構成、関数名対応プロセス所有の是非、委譲先、同期/非同期タイミングといったものが実行時のその都度に決められる。実行時に解釈される関数名文字列はセレクタと呼ばれる。これは無制限に柔軟な仕様の関数呼び出しと考えてもよくいものであり、その実装方法式の明確な定義は不可能であるない。代表例を挙げると分散オブジェクトや分散システムで用いられているメッセージパッシングは、関数名も実行時に解釈できる引数要素にした仕組みである。Smalltalk指向の言語に導入されているメッセージレシーバーとメソッドミッシングでは、特定のセレクタに対応するプロセスをコンパイル時定義できるようにして自動実行時選択されるようになっており、プロセス未定義セレクタだけが実行時解釈される仕組みになっている。このコンパイル時定義のセレクタプロセスをメソッドと呼んだ。OOPでメンバ関数をわざわざメソッドと呼ぶのはメッセージパッシング由来のこうした経緯からである。アラン・ケイはメッセージング（''messaging''）というより遠大な構想を持っていた。

:（''reflection''）は、メタクラス内容を閲覧/変更する機能であるが、変更できる内容範囲は言語ごとに異なっている。データではデータ型、識別子、可視性が変更対象になる。メソッドではリターン型、識別子、パラメータリスト、可視性、オーバーライド指定が変更対象になる。双方の追加定義と削除もできる事がある。スーパークラスも変更できる事がある。メタクラスの変更はそのまま関連クラスと関連インスタンスにリフレクション（反映）される。ただし反映範囲はこれも言語によって異なる。

:（''function object''）はクラスベースでは、( )[[演算子オーバーロード]]による実装と、[[デリゲート (プログラミング)|デリゲート]]による実装などがある。前者はインスタンスを単に関数名らしく見せるための糖衣構文である。後者のデリゲートは、メソッドシグネチャを型種にした[[関数ポインタ]]型の変数である。デリゲート変数にはインスタンスメソッドへの参照が代入されてそのインスタンス種類による処理の多相を表現できる。プロトタイプベースでは、関数はそのままプロパティ/メソッド（=関数のローカル変数/関数）を自由に付け替えできる（動的バインディング）オブジェクトになる。それらは同時に関数のローカル変数/関数になる。