Ruby class クラスとオブジェクト スクリプトの書き方

バイオインフォ道場、くまぞうです。

純粋なオブジェクト指向プログラミング言語といわれるRubyで、クラスを使ったオブジェクト指向のプログラミングに挑戦してみましょう。他のプログラム言語を習得したり・活用するときにもきっと役に立つと思います。

クラスとは

Rubyはオブジェクト指向のプログラム言語です。全てはオブジェクトで表現され、それらはクラスのインスタンスです。クラスとは、テンプレート（雛形）のようなものです。自分でクラスを定義して、変数・メソッドを追加することでオブジェクトを管理することができます。

クラスを作る

classキーワードを使ってクラスを定義します。

class MyClass
  # クラス定義
end

クラスを作る際のルール

クラス名は大文字で始めます。複数の単語をつなげて名前にしたい場合は、それぞれの先頭文字を大文字にするキャメルケース（例：MyClassName）という名前の付け方をするのが習慣のようです。クラス定義内で変数やメソッドを定義します。

クラスの生成とinitializeメソッド

クラスの生成は、newを使います。newでクラスが生成されると、初期化の役割を担うinitializeメソッドが呼ばれます。newに渡した引数がそのまま渡され、インスタンス変数の初期化などに使われます。

class1.rb

#! /usr/bin/ruby

class Animal
  # インスタンス変数
  @species = ""
  @age     = 0

  # アクセッサ−
  attr :species, :age

  # 初期化を担うinitialize
  def initialize(age, species)
    @age     = age
    @species = species
  end
end

# インスタンス生成とクラスの使用
animal_a = Animal.new(3, "dog")
puts animal_a.species
puts animal_a.age

animal_b = Animal.new(5, "cat")
puts animal_b.species
puts animal_b.age

$ ruby class1.rb
dog
3
cat
5

クラスの拡張

クラスを継承することで、クラスの拡張が可能です。重複する機能を定義し直す無駄を省いたり、必要な属性や機能を追加できるなどの利点があります。

継承

基になるクラス名と拡張するクラス名を書いて、クラスを拡張します。拡張したクラスからは、基になった基底クラスの変数やメソッドを使うことができます。インスタンス変数の利用に関しては、基底クラスのinitializeをコールするために、superを利用します。継承については、抽象化も大切な考え方の１つです。基底クラスの操作を派生先の動作に対応させるには、メソッドのオーバーライドを使います。

class MyClass2 < MyClass
  # 拡張したクラス定義
end

class2.rb

#! /usr/bin/ruby

# 基底クラス
class Animal  
  # インスタンス変数
  @species = ""
  @age     = 0

  # アクセッサ−
  attr :species, :age

  def initialize(age, species)
    @age     = age
    @species = species
  end

  def greeting
    puts "..."
  end
end

# 派生クラス
class Dog < Animal  
  @name = nil
  attr :name

  # nameとspeciesはデフォルト値あり
  def initialize(age, name=nil, species="dog")
    # 基底クラスのinitializeをコール。引数が異なるので省略せずに明示的に。
    super(age, species) 
    @name = name
  end
  def greeting
    "wan wan!"
  end
end

# 派生クラス
class Cat < Animal
  @name = nil
  attr :name

  def initialize(age, name=nil, species="cat")
    super(age, species)
    @name = name
  end
  def greeting
    "nya- nya-!"
  end
end

# 上記クラスを利用する別のクラス
class Shop
  @list  = nil

  def initialize
    @list = Array.new
  end
  def <<(animal)
    @list << animal
  end

  def show_list
    # 基底クラスを意識して操作
    @list.each.with_index do |x, i|
      title = sprintf("* entry%03d", i+1)
      puts title
      name = (x.name ? x.name : x.species+(@list.size.to_s))
      puts "name     : #{name}"
      puts "species  : #{x.species}"
      puts "age      : #{x.age}"
      puts "greeting : #{x.greeting}"
      puts
    end
  end
end

# クラスの生成
shop = Shop.new
shop << Dog.new("3", "pochi")
shop << Cat.new(5)

# リスト出力でクラスを活用
shop.show_list

$ ruby class2.rb
* entry001
name     : pochi
species  : dog
age      : 3
greeting : wan wan!

* entry002
name     : cat2
species  : cat
age      : 5
greeting : nya- nya-!