オブジェクト指向型言語（OOL）
中間試験 教科書ノート

この科目は「プログラムをどう作ると、変更に強く・再利用しやすく・分かりやすくなるか」を学びます。前半（第2〜3回）で考え方（概念）を、後半（第4〜7回）でそれを Python で実装する方法を学ぶ、という一本道です。

2-1. 言語の進化（なぜOOが生まれたか）

2-2. オブジェクト指向（OOP）とは

互いに密接な関連を持つデータ（変数）とコード（メソッド）をひとつにまとめてオブジェクトとし、役割の異なるオブジェクトを相互に作用させてプログラム全体を構築するソフトウェア開発手法。

2-3. クラス 継承 ポリモーフィズム ＝ 三大要素

2-4. 機能中心 vs モノ中心（カレーの例）

3-1. オブジェクトを考える3つの観点

• 概念：オブジェクトは「責任」の集合
• 仕様：オブジェクトは「起動できるメソッド」の集合
• 実装：オブジェクトは「コードとデータ、その相互の演算処理」

3-2. クラスとインスタンス

3-3. カプセル化（情報隠蔽）

3-4. 継承

3-5. ポリモーフィズム

4-1. 算術演算子と変数

apple_price = 100
orange_price = 200
total = apple_price + orange_price
print(total)   # 300

4-2. 予約語・命名規則（PEP-8）

• Pythonには 33個の予約語（if for while def class True False None and or not import…）があり、変数名には使えない。
• 変数に使える文字＝英大文字・小文字・数字・_（アンダースコア）。ただし1文字目に数字は不可、予約語は不可、組み込み関数名と被らないよう注意。

コメント

print("こんにちは")   # 1行コメントは # 以降
"""
複数行コメントは
ダブルクォート3つで囲む
"""

4-3. 条件分岐（if / elif / else）

if 条件式1:
    処理a
elif 条件式2:      # elif は else if の略
    処理b
else:
    処理c

4-4. 繰り返し（for / range）

for i in range(開始値, 終了値, 増減量):
    処理

4-5. 型とリスト

• 数値型：整数 / 浮動小数点（-2.0）/ 複素数（8+9j）
• 文字列型：'Hello' "Good bye"／論理型：True False
• リスト型：a = [50, 80, 100]。インデックスは0始まり
• 辞書型 {}（見出し:データ）／タプル型 ()（書き換え不可）／集合型 {}（順序なし・重複なし）

def add(x, y):        # x, y は仮引数
    """xとyの和を返す"""   # docstring（説明文）
    return x + y      # 返り値（戻り値）

result = add(2, 3)    # 2, 3 は実引数 → result は 5

6-1. クラスを使うと何がうれしい？

• 整理できる：スマホ＝全体プログラム、フォルダ＝クラス、アプリ＝関数 のように分類して探しやすい。
• 量産できる：1つの設計図（クラス）から、変数を変えていくつでもインスタンスを作れる。

6-2. 書式・インスタンス化

class クラス名():       # 授業ではクラス名に括弧を付ける
    変数の定義
    def メソッド名(self):
        処理

ins = クラス名()        # インスタンス化
ins.変数               # 変数の参照
ins.メソッド名()        # メソッドの呼び出し

6-3. self（最重要）

class SampleClass():
    def s_method1(self, message):
        print(message)
    def s_method2(self):
        self.s_method1("Hello World!")   # 内部メソッドを self で呼ぶ

ins = SampleClass()
ins.s_method2()      # ⇒ Hello World!

6-4. コンストラクタ __init__

class Example():
    def __init__(self, a, b):
        self.num1 = a
        self.num2 = b
    def print_tot(self):
        print(self.num1 + self.num2)

myinstance = Example(1, 2)
myinstance.print_tot()   # 3

7-1. クラス変数 と インスタンス変数

7-2. 継承の書式とオーバーライド

class 親クラス名():
    ...
class 子クラス名(親クラス名):    # 括弧の中に親クラス名 ← これが子クラスの目印
    ...

• 親子の見分け方：クラス名の括弧の中にクラス名が書かれているかどうか。
• オーバーライド＝親で定義したメソッドを、子で同名メソッドとして上書き。
• 子から親メソッドを呼ぶ：super().メソッド名()（Python3）／super(子クラス, self).メソッド名()（Python2）。

7-3. 総合例（Animal → Dog / Snake）

class Animal():
    def __init__(self, legs):
        self.legs = legs
    def walk(self):
        print("歩く")
    def cry(self):
        print("鳴く")
    def get_legs_num(self):
        print(self.legs)

class Snake(Animal):
    def __init__(self, num):
        print("へびです")
        super().__init__(num)    # 親のコンストラクタを呼ぶ
    def walk(self):              # オーバーライド
        print("はう")
    def cry(self):
        print("シャー")

nyoro = Snake(0)
nyoro.walk()           # はう
nyoro.cry()            # シャー
nyoro.get_legs_num()   # 0

課題(1)　関数 ドリンク会計

① 請求金額を計算する関数 cal_bill。仮引数は「コーヒーの数」「ジュースの数」、返り値は請求金額。コーヒー＝500円、ジュース＝400円。
② 会計情報を表示する関数 bill_inf。実引数は「テーブル番号(1〜10)」と「請求金額（＝cal_billの返り値）」。実行すると「テーブル△の請求金額は、〇〇〇円です。」と表示。
③ テーブル番号10・コーヒー3杯・ジュース2杯で bill_inf を実行。

def cal_bill(coffee, juice):
    """コーヒーとジュースの数から請求金額を返す"""
    return coffee * 500 + juice * 400

def bill_inf(table, price):
    """テーブル番号と請求金額を受け取り会計を表示"""
    print(f"テーブル{table}の請求金額は、{price}円です。")

bill_inf(10, cal_bill(3, 2))
# → テーブル10の請求金額は、2300円です。（500*3 + 400*2 = 2300）

課題(2)　クラス 銀行口座 BankAccount

① BankAccountクラスを作成。データ＝口座番号(数値)・所有者名(文字列)・残高(数値)をコンストラクタの引数で持たせる。メソッド＝「預け入れ」「引き出し」「詳細表示（全データ表示）」。
② インスタンス化して、口座番号＝学修番号、名前＝自分の苗字、残高＝50000 で作成し、預け入れ・引き出しを自由な金額で実行。

class BankAccount():
    def __init__(self, number, name, balance):
        self.number = number
        self.name = name
        self.balance = balance
    def deposit(self, amount):       # 預け入れ
        self.balance += amount
    def withdraw(self, amount):      # 引き出し
        self.balance -= amount
    def show(self):                  # 詳細表示
        print(f"口座番号:{self.number} 名義:{self.name} 残高:{self.balance}円")

acc = BankAccount(12345678, "平本", 50000)
acc.deposit(10000)    # 60000
acc.withdraw(3000)    # 57000
acc.show()            # 口座番号:12345678 名義:平本 残高:57000円

課題(3)　継承 円 → 円柱（Circle → Cylinder）

① 円を表す Circleクラス。コンストラクタで半径を引数に取り、面積を計算するメソッドを作成（返り値＝面積）。
② Circleを継承して Cylinderクラスを作成。コンストラクタで半径と高さを引数に取り、半径は親のコンストラクタを呼んで設定。体積を計算するメソッドは親の面積メソッドを利用（面積×高さ）。
③ 半径5・高さ10でインスタンス化し、体積を表示。

class Circle():
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius
    def area(self):
        return self.radius ** 2 * 3.14      # 半径×半径×円周率

class Cylinder(Circle):
    def __init__(self, radius, height):
        super().__init__(radius)            # 親に半径を設定（重要）
        self.height = height
    def volume(self):
        return self.area() * self.height    # 親のareaを利用（面積×高さ）

cy = Cylinder(5, 10)
print(cy.volume())     # 785.0（= 5*5*3.14 * 10）

課題の原本（スクリーンショット）を見る

• クラス整理整頓／「まとめて、隠して、たくさん作る」
• 継承class 子(親):／オーバーライド／super()
• ポリモーフィズム呼ぶ側を共通化／poly+morph+ism
• カプセル化情報隠蔽（Pythonにprivate/public区別なし）
• 構造化の残課題＝グローバル変数・貧弱な再利用 → OOPが解決
• self＝第1引数・必須／__init__＝生成時1度だけ
• クラス変数＝全体共通／インスタンス変数＝個別（同名はインスタンス変数優先）
• rangeは終了値を含まない／リストの添字は0始まり
• 命名：関数・変数＝snake_case、クラス＝PascalCase

毎回の宿題（練習・演習問題）が出題パターンの軸。クリックで解答が開きます。

概念編

Q1. 言語の進化を5段階で並べ、構造化で解決できたことと残った課題を述べよ。

Q2. 三大要素を挙げ、目的と覚え方を説明せよ。

Q3. カプセル化・is-a関係・インスタンス・ポリモーフィズム・ソフトウェア危機を説明せよ。

Q4. 構造化とOOPを「カレー」または「セミナー講師」の例で比較せよ。

Python実装編

P1. 整数を入力し、偶数なら Even、奇数なら Odd を表示。

n = int(input())
if n % 2 == 0:
    print("Even")
else:
    print("Odd")

P2. 1〜100の3の倍数の和（for+if）。

total = 0
for i in range(1, 101):
    if i % 3 == 0:
        total += i
print(total)   # 1683

P3. for の2重ループで「＊」を階段状に5行表示。

for i in range(1, 6):
    for j in range(i):
        print("*", end="")
    print()

P4. 二次方程式の解を返す関数 quadratic(a,b,c)（複数解）。

def quadratic(a, b, c):
    d = b**2 - 4*a*c
    x1 = (-b + d**0.5) / (2*a)
    x2 = (-b - d**0.5) / (2*a)
    return x1, x2

print(quadratic(2, -13, 15))   # (5.0, 1.5)

P5. 身長cm・体重kgからBMIを返す関数 calc_bmi。

def calc_bmi(height_cm, weight_kg):
    """身長cmと体重kgからBMIを返す"""
    h = height_cm / 100
    return weight_kg / (h ** 2)

print(calc_bmi(170, 65))

P6. Humanクラス（weight=65、run で-5、eat で+5して表示）。tanakaで実行。

class Human():
    weight = 65
    def run(self):
        self.weight -= 5
        print(self.weight)
    def eat(self):
        self.weight += 5
        print(self.weight)

tanaka = Human()
tanaka.run()   # 60
tanaka.eat()   # 65

P7. Staffクラス（基本給5000＋ボーナス）。salaryメソッド。abe(10000),suga(20000)。

class Staff():
    def __init__(self, bonus):
        self.bonus = bonus
    def salary(self):
        return 5000 + self.bonus

abe = Staff(10000)
print(abe.salary())    # 15000

P8. Healthクラス（身長・体重をコンストラクタ引数に）でBMIを返す cal_bmi。

class Health():
    def __init__(self, height, weight):
        self.height = height
        self.weight = weight
    def cal_bmi(self):
        h = self.height / 100
        return self.weight / (h ** 2)

aso = Health(160, 65)
print(aso.cal_bmi())

P9. Animalを継承したDog（cryをオーバーライド）。pochiで全メソッド実行。

class Animal():
    legs = 4
    def walk(self):
        print("歩く")
    def cry(self):
        print("鳴く")
    def get_legs_num(self):
        print(self.legs)

class Dog(Animal):
    def __init__(self):
        print("犬です")
    def cry(self):
        print("わんわん")

pochi = Dog()
pochi.walk(); pochi.cry(); pochi.get_legs_num()

P10. クラス変数とインスタンス変数の違いと、同名のときの優先順位。

• 言語進化の5段階と、構造化の残課題（グローバル変数・再利用）を言える
• 三大要素を「目的＋覚え方」で説明できる
• カプセル化・is-a・ポリモーフィズムを自分の言葉で説明できる
• クラスとインスタンスの違い（設計図と実体）を図で描ける
• if / for / range の書式（コロン・インデント）を手書きできる
• range が終了値を含まない／添字が0始まりを覚えた
• 命名規則（snake_case / PascalCase）を区別できる
• クラス定義・インスタンス化・self を手書きできる
• __init__ でインスタンス変数を初期化できる
• 継承 class 子(親):・オーバーライド・super() を書ける
• クラス変数とインスタンス変数の違い・優先順位を説明できる