【Python】第5章第7回：カプセル化とプロパティ

本記事では、Pythonにおけるオブジェクト指向の重要な概念「カプセル化」と「プロパティ」について解説します。これらを理解することで、より安全で保守性の高いコードを作成することが可能になります。

0. 記事の概要

この記事を読むメリット

• カプセル化の基本を理解：データ保護の重要性とその方法を学べます。
• プロパティの活用法を習得：安全にデータを操作する方法を習得できます。
• 実践力の向上：より堅牢なオブジェクト指向設計が可能になります。

この記事で学べること

• カプセル化の定義と実装方法
• プロパティの基本的な使い方とその利点
• プロパティを活用したデータ保護の実例

1. カプセル化とは？

1.1 カプセル化の定義

カプセル化とは、オブジェクトの内部データを外部から直接アクセスできないようにする仕組みです。これにより、データの整合性や安全性を確保できます。

1.2 カプセル化の実現方法

Pythonでは、属性名の先頭にアンダースコア（_）またはダブルアンダースコア（__）を付けることでカプセル化を実現します。

1.3 カプセル化のメリット

• データの保護と安全性の向上
• クラス内部の実装を隠蔽し、変更が容易に
• バグのリスクを低減

2. プロパティの基本的な使い方

2.1 プロパティとは？

プロパティは、クラス属性に対するアクセス方法をカスタマイズするための仕組みです。@propertyデコレータを使って実現します。

2.2 プロパティの基本例

# プロパティの基本例
class Person:
    def __init__(self, name):
        self._name = name  # カプセル化された属性

    @property
    def name(self):
        return self._name

    @name.setter
    def name(self, value):
        if len(value) > 0:
            self._name = value
        else:
            raise ValueError("名前は空にできません")

動作解説

1. カプセル化された_name属性に直接アクセスせず、nameプロパティを介して操作します。
2. セッターメソッドでデータの検証を行うことで、データの整合性を保ちます。

3. プロパティの応用例

3.1 データ検証を行うプロパティ

# データ検証の例
class Product:
    def __init__(self, price):
        self._price = price

    @property
    def price(self):
        return self._price

    @price.setter
    def price(self, value):
        if value >= 0:
            self._price = value
        else:
            raise ValueError("価格は0以上でなければなりません")

動作解説

1. 価格が0以上であることをセッターメソッドで検証します。
2. 不正な値が設定された場合、例外をスローします。

4. 練習問題

以下の課題に挑戦してみましょう。

1. 「Account」というクラスを作成し、残高（balance）をプロパティとして定義してください。
2. セッターメソッドで、残高が負の値にならないように制限してください。

5. 練習問題の解答と解説

問1の解答例

# Accountクラスの基本例
class Account:
    def __init__(self, balance):
        self._balance = balance

問2の解答例

# プロパティを使用したAccountクラス
class Account:
    def __init__(self, balance=0):
        self._balance = balance

    @property
    def balance(self):
        return self._balance

    @balance.setter
    def balance(self, value):
        if value >= 0:
            self._balance = value
        else:
            raise ValueError("残高は負の値にできません")

6. まとめ

カプセル化とプロパティを理解することで、安全で保守性の高いコードを書くことが可能になります。これらの機能を活用して、より実用的なオブジェクト指向プログラムを作成しましょう。