オブジェクト指向プログラミング（OOP）の中核である「クラス」と「インスタンス」の使い方を理解することは、OOPを学ぶ上で最も重要なステップです。この章では、Pythonでのクラスの定義と、そこから具体的なオブジェクト（インスタンス）を作成する方法について解説します。
クラスとインスタンスの基本
クラスとは？
クラスは、オブジェクトを作成するための「設計図」です。属性（データ）やメソッド（動作）を定義します。
インスタンスとは？
インスタンスは、クラスから作成される具体的なオブジェクトです。クラスをもとに、独自のデータを持つ複数のインスタンスを作成できます。
図解：クラスとインスタンスの関係
クラス（設計図）
+-----------------------+
| Animal |
|-----------------------|
| 属性: 名前, 種類 |
| メソッド: 鳴く() |
+-----------------------+
↓
インスタンス（具体例）
+-----------------------+
| 名前: トラ |
| 種類: ネコ科 |
+-----------------------+
+-----------------------+
| 名前: パンダ |
| 種類: クマ科 |
+-----------------------+
クラスの定義
クラスの基本構造
Pythonでは、class キーワードを使ってクラスを定義します。
class クラス名:
# 初期化メソッド
def __init__(self, 引数1, 引数2, ...):
self.属性1 = 引数1
self.属性2 = 引数2
# メソッド
def メソッド名(self):
# メソッドの処理
例：シンプルなクラスの定義
class Animal:
def __init__(self, name, species):
self.name = name # 名前
self.species = species # 種類
def sound(self):
print(f"{self.name}は鳴き声をあげます。")
インスタンス化とは？
クラスから具体的なオブジェクト（インスタンス）を作成することを「インスタンス化」と呼びます。クラス名() を使ってインスタンスを生成します。
インスタンス化の例
# Animalクラスのインスタンスを作成
animal1 = Animal("トラ", "ネコ科")
animal2 = Animal("パンダ", "クマ科")
# インスタンスの属性とメソッドを使用
print(animal1.name) # 出力: トラ
animal2.sound() # 出力: パンダは鳴き声をあげます。
初期化メソッド（__init__）
__init__の役割
__init__ は、インスタンスが作成されるときに自動的に呼び出され、属性を初期化します。これにより、インスタンスごとに異なるデータを設定できます。
例：初期化メソッドを使った属性設定
class Car:
def __init__(self, brand, model):
self.brand = brand # ブランド
self.model = model # モデル
def show_info(self):
print(f"車のブランド: {self.brand}, モデル: {self.model}")
インスタンス化と属性の設定
# Carクラスのインスタンスを作成
car1 = Car("Toyota", "Corolla")
car2 = Car("Honda", "Civic")
car1.show_info() # 出力: 車のブランド: Toyota, モデル: Corolla
car2.show_info() # 出力: 車のブランド: Honda, モデル: Civic
クラスとインスタンスの応用
例1：学生クラス
学生情報を管理するクラスの例です。
class Student:
def __init__(self, name, student_id):
self.name = name
self.student_id = student_id
def introduce(self):
print(f"こんにちは、私の名前は{self.name}です。学籍番号は{self.student_id}です。")
インスタンス化とメソッドの呼び出し
student1 = Student("山田太郎", "S001")
student2 = Student("佐藤花子", "S002")
student1.introduce() # 出力: こんにちは、私の名前は山田太郎です。学籍番号はS001です。
student2.introduce() # 出力: こんにちは、私の名前は佐藤花子です。学籍番号はS002です。
例2：銀行口座クラス
class BankAccount:
def __init__(self, account_holder, balance):
self.account_holder = account_holder
self.balance = balance
def deposit(self, amount):
self.balance += amount
print(f"{amount}円預け入れました。現在の残高は{self.balance}円です。")
def withdraw(self, amount):
if self.balance >= amount:
self.balance -= amount
print(f"{amount}円引き出しました。現在の残高は{self.balance}円です。")
else:
print("残高不足です。")
インスタンス化と操作
account = BankAccount("田中一郎", 1000)
account.deposit(500) # 出力: 500円預け入れました。現在の残高は1500円です。
account.withdraw(2000) # 出力: 残高不足です。
表1：クラスとインスタンスの構成
| 要素 | 説明 | 例 |
|---|---|---|
| クラス名 | オブジェクトの設計図となる名前 | class Animal: |
| 初期化メソッド | インスタンス作成時に呼び出される特別なメソッド | def __init__(self, name, species): |
| 属性（データ） | インスタンスごとの情報を保持 | self.name = name |
| メソッド（動作） | インスタンスが実行する動作 | def sound(self): |
図解：クラスとインスタンスの動作
1. クラスの定義
↓
2. クラスのインスタンス化（オブジェクト作成）
↓
3. インスタンスの属性を設定
↓
4. インスタンスのメソッドを呼び出し
まとめ
- クラス は、属性とメソッドを定義する設計図であり、再利用可能なコードを作成できます。
- インスタンス化 により、クラスから具体的なオブジェクトを作成し、異なるデータを持たせることができます。
__init__メソッドを使うと、インスタンス作成時に属性を初期化できます。
クラスとインスタンスの基本を理解することで、柔軟かつ効率的なプログラムを構築できるようになります。
次のステップ：メソッドと属性の理解
次回は、「メソッドと属性」についてさらに深掘りし、クラスの拡張や複雑な操作を学びます。このステップを終えるころには、オブジェクト指向プログラミングを実践に活かせるスキルが身につくでしょう！
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