「オブジェクト指向プログラミング」の版間の差分

'''オブジェクト指向プログラミング'''（オブジェクトしこうプログラミング、{{Lang-en-short|''object-oriented programming''}}、略語:OOP）とは[[プログラミング]]技法の一つであり、互いに密接な任意の関連性を持つ[[変数 (プログラミング)|データ]]（[[変数 (プログラミング)|変数]]または[[プロパティ]]）と[[サブルーチン|コード]]（[[関数 (プログラミング)|関数]]または[[メソッド (計算機科学)|メソッド]]）をひとつにまとめて[[オブジェクト (プログラミング)|オブジェクト]]とし、それぞれ異なる性質と役割を持たせたオブジェクトの様々な定義と、それらオブジェクトを相互に作用させる様々なプロセスの設定を通して、[[コンピュータプログラム全体]]を構築するソフトウェア開発手法であことを主眼にしている。

'''[[オブジェクト指向]]'''という用語言葉自体は、計算機科学者[[アラン・ケイ]]によって生み作り出されている。1962年公開の言語「[[Simula]]」言語などにインスパイアされたケイが咄嗟1967年頃に口にしたとさ伝えられるこの造語は<ref name="造語">“At Utah sometime after Nov 66 when, influenced by Sketchpad, Simula, the design for the ARPAnet, the Burroughs B5000, and my background in Biology and Mathematics, I thought of an architecture for programming. It was probably in 1967 when someone asked me what I was doing, and I said: "It's object-oriented programming".”[http://www.purl.org/stefan_ram/pub/doc_kay_oop_en|Dr%7CDr. Alan Kay on the Meaning of “Object-Oriented Programming”]</ref>。この造語は、彼が1972年から開発公開を始めた「言語[[Smalltalk]]」の言語設計を説明する中過程で明確な用語として発信されて、1981年頃から知名度を得るようになった。しかしケイが示した80年代半ばになるとオブジェクト指向の要点である[[メッセージパッシング|メッセージング]]の考え方解釈はさほど認知される事はなく、代わりに[[ク元々のアラス (コンピュータ)|クラス]]と[[オブジェクト (プログラミング)|オブジェクト]]という仕組みを注目させるだけ・ケイに留まっていよる。同時に{{疑問点範囲|ケイの手から離れたオブジェクト指向|date=2021-04}}は[[抽象データ型Smalltalk]]を中心にした解釈への様式と推移していき、1983年に計算機科学者[[ビャーネ・ストロヴストルップ]]が公開した「[[C++]]」が好評を博しの様式に二分されたこと。前者で、オブジェクト指向に対する世間の理解は「[[C++メッセージング]]」とそのモデルの「いう概念が基礎にされ、後者では[[Simula|Simula 67Simula67]]」由来のスタイルで定着し諸機能を加えた。それに基づいて[[カプセル化]]、[[継承 (プログラミング)|継承]]、[[ポリモ抽象デーフィズムタ型]]といった考え方も後年のスーパーセットが基礎に確立されていた。現在では、C++とそのモデルになったSimula67の様式がオブジェクト指向の標準になっている。

{{要出典範囲|[[クラスベース]]OOPはの中心である[[抽象デクラス (コンピュータ型)|クラス]]の思想に準拠しており|date=2021-04}}、その実装スタイル様式を規定したている以下の三項目は、{{要出典範囲|日本では三大要素または三大原則などと呼ばれている|date=2021-04}}。{{独自研究範囲|非OOP言語の[[モジュール]]に三大が、各要素仕様を加えたものがOOP軽視重視と導入方法は言語のクラス別になる。カプセル化は[[This (プログラミング)|this参照]]の機構とデータ/メソッドの可視性を指定できる機能、継承は自身のスーパークラスを指定できる機能、ポリモーフィズムは[[オーバーライド]]と[[仮想関数テーブル]]を処理できる機能様々である。

==== 継承[[カプセル化]] ====

==== コン[[ポジションとデリゲモーションフィズム]] ====

{{仮リンク|動的ディスパッチ|en|Dynamic dispatch}}は、OOPの[[ポリモーフィズム]]の原型基礎的仕組みであり、例えば継承構造上での[[This (プログラミング)|thisThis]]参照によるシングルディスパッチを最適化した機能が[[仮想関数であ]]になっている。動的ディスパッチは<!--、コンパイル時の-->に確定されたメソッド名から呼び出されるメソッド内容（実行コードブロック）が実行時に決定される仕組み全般を指すしている総称用語であり、る。メソッド名を基軸にして与えられた各引数の型の組み合わせによ従ってプ、実行コードブロセスックが選択分岐される仕組みを意味するのシングルディスパッチと[[多重ディスパッチ]]を包括している。一つの先頭引数の型がプ[[パターンマッチング]]固定で実行コードブロセスックが選択に影響す決定（ディスパッチ）されるのはシングルになり、二つ以上そうでないならば多重になる。

メッセージパッシングでは、前述の引数の型に加えてだけでなく、メソッド名も実行時に解釈される要素にされており、そこでただのシンボルとして扱われるメソッド名はセレクタと呼ばれている。セレクタはメッセージ式を基本文とするSmalltalk様式のOOPで用いられる。<code>object selector: param</code>ような書式でオブジェクトの共通窓口となるメッセージレシーバーに、セレクタと引数の値で構成されたメッセージが送られる。また、<code>object.call(method_name, param)</code>のような書式でオブジェクトの共通窓口関数をコールするのもメッセージパッシングと呼ばれる。これは[[Remote Procedure Call|遠隔手続きコール呼出し]]や[[Object Request Broker|オブジェクト要求ブローカー]]で用いられており、分散オブジェクトの標準的なインターフェース機構になっている。関数名（=メソッド名（関数名）も実行時に解釈されるという特徴を指してメッセージパッシングと呼ぶ。よく用いらメッセージレシーバー内では、渡されるたセレクタ対応プの文字列照合の条件分岐によって実行コードブロセスを自動ックが選択化してコンパイル時最適化した仕組みされることがメソッドになり多く、これOOP原点のSmalltalkは関、引数名をコと[[This (プログラミンパイル時決定すグ)|This]]が与えられる関数呼び出しその実行コードブロックをメソッドと同類になっ呼んでいた。

=== プロトタイプベンターフェース ===

1954年に初の[[高水準言語]]・[[FORTRAN]]が登場すると、開発効率の劇的な向上と共にソフトウェア要求度も自然と高まりを見せてプログラム規模の急速な拡大が始まった。それに対応するために肥大化したメインルーチンを[[サブルーチン]]に分割する手法と、[[スパゲティプログラム|スパゲティ化]]した[[Goto文|goto命令]]を[[制御構造|制御フロー構造文]]に置き換える手法が編み出され、これらは1960年に公開された言語「[[ALGOL|ALGOL60]]」で形式化された。当時のALGOLは[[アルゴリズム]]記述の一つの模範形と見なされたが、それと並行して北欧を中心にした計算機科学者たちはより大局的な観点によるプログラム開発技法の研究を進めていた。

1962年、ノルウェー計算センターで[[モンテカルロ法]]シミュレーションを運用していた計算機科学者[[クリステン・ニゴール]]は、[[ALGOL|ALGOL60]]を土台にしてProcessと呼ばれる[[コルーチン]]機構を加えたプログラミング言語「[[Simula]]」を公開制作し、続けてその拡張にも取り組んだ。ニゴールの同僚で、1963年にSimulaを[[メインフレーム|汎用機]][[UNIVAC I|UNIVAC]]系統上で運用できるように実装した計算機科学者[[オルヨハン・ダール]]は、Processにローカル変数構造を共有する手続き（サブルーチン）を加えてパッケージ化する言語仕様を考案し、これは一定任意の変数と手続きをまとめる[[モジュール|プログラムモジュール]]と同類の機能になった。程なくしてALGOL60コンパイラに準拠していての限界を悟ったニゴールとダールは、1965年からSimulaを一から再設計するように方針転換した。その過程で彼らは、計算機科学者[[アントニー・ホーア]]が考案して1962年のSIMSCRIPT（[[FORTRAN]]用のスクリプト）に実装していたRecord Classを参考にしている。Record Classはソースコード水準の抽象表現記号を、各[[メインフレーム|汎用機]]に準拠した[[マシンコード]]水準の実装符号に落とし込む段階的データ構造のプログラム概念であった。これをモデルにした[[継承 (プログラミング)|継承]]と、その継承構造を利用した仮想手続き（仮想関数）の仕組みも考案され、上述のパッケージ化されたProcess（モジュール）に継承と仮想手続きの両機能を加えたものを「[[クラス (コンピュータ)|クラス]]」と定義し、クラスをメモリに展開したものを「[[オブジェクト (プログラミング)|オブジェクト]]」と定義する言語仕様がまとまり、1967年に「[[Simula|Simula67]]」が初公開された。オブジェクトという用語は、[[MIT]]の計算機科学者[[アイバン・サザランド]]が1963年に開発した[[Sketchpad]]（の設計上にあったObjectが先例であった。[[Sketchpad]]は[[CAD]]と[[GUI]]の元祖）原点として知られており、後述の設計内[[Smalltalk]]のモチーフの一つにあるObjectが先例であもなったている。Simula67コンパイラはまず汎用機[[UNIVAC I|UNIVAC]]上で運用され、翌年から汎用機[[バロース B5000|バロースB5500]]などでも稼働されて北欧、ドイツ、ソ連の各研究機関へと広まり、1972年には[[IBMメインフレーム|IBM汎用機]][[System/360]]などにも導入されて北米全土にも広まった。その主な用途は離散事象および物理シミュレーションであった。

[[Simula]]の普及と前後して1960年代半ばになると、プログラム規模の際限ない肥き拡大化に伴なうソフトウェア開発現場の負担増大難航が顕著頻発するようになり、いわゆる[[ソフトウェア危機]]問題が計算機科学分野全般で取り沙汰されるようになった。その解決に取り組んだ計算機科学者[[エドガー・ダイクストラ]]は、1969年のNATOソフトウェア工学会議で「[[構造化プログラミング]]」という論文を発表し[[トップダウン設計とボトムアップ設計|トップダウン設計]]、段階的な[[抽象化 (計算機科学)|抽象化]]、階層的な[[モジュール化]]、共同詳細化（抽象データ構造と抽象ステートメントのjoint）を連携させて具象化する概念）といった構造化手技法を提唱した。ダイクストラその言う構造化と論旨は開発効率を高めるため[[正当性 (計算機科学)|プログラム正当性]]検証技術の確立であり、[[分割統治法数学的証明|数学証明]]に倣った視点でソースコードを意味適切に分割して抽象化することが勧められていた。なおしかしこの構造化プログラミングは後に曲解されて、[[制御構造|制御フロー構造文]]（順次・分岐・反復）を中心にした解釈の方勧める論旨で世間に広まることになり定着、ダイクストラ本来の論旨であったプログラムモジュールを抽象化してい扱おうとする考え方は当時の世間には伝わらなかった。共同詳細化は抽象データ構造を専用ステートメントを通して扱おうというする概念である。これはSimulaり、Simula67の手続きを通してクラス内の変数にアクセスするという仕組みをモチーフにし似ていた。段階的な抽象化と階層的なモジュール化は時系列的にも、SIMSCRIPTの段階的データ構造と、Simura67の継承による階層的クラス構造を模倣したものであが先例になっていた。[[エドガー・ダイクストラ|ダイクストラ]]、[[アントニー・ホーア|ホーア]]、[[オルヨハン・ダール|ダール]]の三名者は1972年に『構造化プログラミング』と題した共著を上梓していることから互いの研鑽関係が証明されている。おり、その階層的プログラム構造という章の中でダールは、Simulaの目指した設計理念を更に明らかにした。

1974年に[[MIT]]の計算機科学者[[バーバラ・リスコフ]]は「[[抽象データ型]]」というプログラム概念を提唱し、ダイクストラが提示した上述のモジュールの共同詳細化を、その振る舞いによって[[セマンティクス|意味内容]]が決定義される抽象データという考え方でより明解に形式化した。一方、19701975年に構造化言語[[Pascal]]を開発していた計算機科学者[[ニクラウス・ヴィルト]]は、ダイクストラによる共著出版後の1975年にモジュール化機能を主題にした言語[[Modula-2|Modula]]を提示してと共に{{仮リンク|モジュラールプログラミング|en|Modular programming}}を提唱した。このパラダイムでは、[[モジュール]]を仕様定義とコード/データ実装に分離しての、前者による抽象化と後者の情報隠蔽が備えられて、これは[[インタフェース (抽象型)|インターフェース]]の実装という概念の先例になっている。また、1970年代後半から[[IBM]]社を中心にした研究者たちが（[[エドワード・ヨードン]]など）[[サブルーチン]]モジュールと[[データ構造]]を連携させる[[構造化分析設計技法|構造化]]のパラダイムを生み出発表し、こちらではモジュールの抽象指向は倦厭されて具象的な[[段階的詳細化法|段階的詳細化]]が重んじられた。当時は具象指向の方に軍配が上がり、[[構造化プログラミング|構造化開発]]は1980年代までのソフトウェア開発の主流になっている。このようにいささか奇妙ではあるが、Simulaのクラスとオブジェクトというプログラム概念は、巷で言われる構造化[[モジュール|プログラムモジュール]]の登場からモジューラルや[[構造化分析設計技法|構造化開発]]へといった進化の流れとは関係なく、しかもその前段階においてさながら彗星のように生まれたパラダイムであっていた。

[[Simula]]を研究対象にしていた[[ベル研究所|AT&Tベル研究所]]の計算機科学者[[ビャーネ・ストロヴストルップ]]は、1979年からクラス付きC言語の開発制作に取り組み、1983年に「[[C++]]」を公開した。C++で実装された[[クラス (コンピュータ)|クラス]]は、Simula譲り由来の[[継承 (プログラミング)|継承]]と仮想関数に加えて、段階的な[[レキシカルスコープ]]の概念をクラス構造に応用した[[アクセスコントロール]]を備えていた。C++で確立されたアクセスコントロールはカプセル化の元情報隠蔽になっよるデータ抽象を提示したが、コードスタイル上ほとんどザル化されており、その理由からストロヴストルップ自身もC++は正しくない（''not just''）オブジェクト指向言語であると明言している。1986年にソフトウェア技術者[[バートランド・メイヤー]]が開発制作した「[[Eiffel]]」の方は、正しいオブジェクト指向を標榜してクラスのデータ抽象を遵守させるコードスタイルが導入されていた。クラスメンバ（フィーチャー）は属性、/手続き、/関数の三種構成で、手続きで属性を変更して関数で属性を参照閲覧するという形式に限定されており、これは[[抽象データ型の[[セマンティクス|振る舞い意味論]]に沿った忠実な実装であった。アクセスコントロールはモジュC++のとは異なるクラープログラミングの情報隠蔽に沿ったス指名方式になりされ、仮想関数機能は延期手続き/関数として実装された。

1986年から[[Association for Computing Machinery|ACM]]が[[OOPSLA|]]を年度開催するようになり、オブジェクト指向会議は従来の[[構造化プログラミング|構造化開発]]（OOPSLA）を年度開催に代わる技術とし、そて明確に意識され始めた。OOPSLAのプログラミング言語セクションでは、[[抽象データ型]]の流れを汲む基礎にした[[クラス (コンピュータ)|クラス]]・パラダイムが主要テーマにされ、それを標準化するための数々のトピックが議題に上げられている。[[モジュール性|モジュール分割]]、情報隠蔽、[[抽象化 (計算機科学)|抽象化]]、[[再利用|再利用性]]、[[継承 (プログラミング)|階層構造]]、複合構成、情報隠蔽、実行時多態、[[動的束縛]]、[[総称型]]、[[永続性]]、[[並行性]]、[[ガベージコレクション|自動メモリ管理]]といったものがそうであり、参画した識者たちによる寄稿、出版、講演を通して世間にも広められた。そうした潮流の中で[[ビャーネ・ストロヴストルップ|ストロヴストルップ]]はデータ抽象の重要性を訴え、[[バーバラ・リスコフ|リスコフ]]は[[上位概念、下位概念、同位概念および同一概念|基底と派生]]に分けたデータ抽象の階層構造の連結関係（[[リスコフの置換原則|階層構造の連結関係置換原則]]）について提言した。[[契約による設計]]と[[開放/閉鎖原則|開放閉鎖原則]]を提唱する[[バートランド・メイヤー|メイヤー]]が1988年に刊行した『オブジェクト指向ソフトウェア構築』によるEiffel式のクラス理論は名著と高く評価され、Eiffelを現行の模範形とする声も多く上がった。ただしこれは学術寄りの意見でもあったようで、世間のプログラマの間では厳格なEiffelよりも、柔軟で融通の利くC++の人気の方が高まっていた。他方でオブジェクト指向本来[[アラン・ケイ]]の原点であるメッセージ・メタファに忠実であろうとする動きもあり、1984年に開発制作された「[[Objective-C]]」はSmalltalkC言語をモデルSmalltalk方向に拡張してそれメッセージ式を平易化した言語であった。そ1987年に[[パロアルト研究所]]で誕生した「[[Self]]」は、Smalltalkの[[クラスベース]]設計をより柔軟に平易化した[[プロトタイプベース]]を編み出している。これらのメッセージレシーバーは、静的なメソッド機構選択優先の動的ディスパッチ機構という方式で実装ほぼ形式化された。メッセージレシーバーの仕組みは[[遠隔手続き呼出し]]/や[[Object Request Broker|オブジェクト要求ブローカー]]の実装に適していたので、[[分散システム]]とオブジェクト指向の親和性を認識させることになった。

== 代表的なオブジェクト指向言語一覧 ==

* [[SmalltalkSimula|Simula67]] 19721967年　静的

* [[Objective-C++]] 19841983年　静的

* [[EiffelObject Pascal]] 1986年　静的

* [[SelfEiffel]] 19871986年　静的・純粋系

* [[PythonOberon-2]] 19941991年　静的

* [[RubyPython]] 19961994年(ver1.0)　動的

* [[JavaScriptDelphi]] 19961995年　静的

* [[ScalaPerl]] 20031995年からOOP化　動的

* [[KotlinRuby]] 20111995年　動的・純粋系

* [[TypeScriptJava]] 20121996年(ver1.0)　静的

== 関連項目用語一覧 ==

* [[クラス (コンピューストラクタ)]]

* [[メタクラデストラクタ]]

* [[インスタンスカプセル化]]

* [[ミックスインIs-a]]

* [[抽象クラスHas-a]]

* [[ダック派生型|サブタイピング]]

* [[SOLID|SOLID原則ミックスイン]]

* [[オブジェクト指向ーバーライド]]