プログラミング

Python 3のクラス継承ガイド

最終更新： 28/03/2025
1 分の読み

Python 3におけるクラス継承の完全ガイド

Python 3は非常に強力なオブジェクト指向プログラミング（OOP）をサポートしており、クラスの継承はその重要な概念の一つです。継承を使うことで、既存のクラス（親クラス）の機能を引き継ぎ、新しいクラス（子クラス）でその機能を拡張したり変更したりすることができます。この技術を使うことで、コードの再利用性が高まり、複雑なプログラムをより効率的に作成することができます。

本記事では、Python 3におけるクラス継承の基本から応用までを、具体的なコード例を交えながら解説します。

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1. 継承の基本

継承の基本は、親クラス（ベースクラス）から属性やメソッドを引き継いで、新しいクラス（子クラス）を作ることです。Pythonでは、クラスの定義時に括弧内に親クラスを指定することで継承を実現します。

基本的な継承の例
python
# 親クラス
class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        return f"{self.name}は音を出す"

# 子クラス
class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name}はワンワンと鳴く"

# 子クラスのインスタンス
dog = Dog("ポチ")
print(dog.speak())  # ポチはワンワンと鳴く

上記のコードでは、Animalクラスを親クラスとして、Dogクラスがその機能を継承しています。しかし、Dogクラスではspeakメソッドをオーバーライド（上書き）して、犬特有の鳴き声を出すようにしています。

2. メソッドのオーバーライド

子クラスでは、親クラスで定義されたメソッドを変更することができます。これを「メソッドのオーバーライド」と呼びます。オーバーライドを使用することで、親クラスのメソッドをそのまま使わずに、子クラス特有の動作を定義することができます。

メソッドオーバーライドの例
python
class Animal:
    def speak(self):
        return "動物が鳴く"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "ニャー"

class Bird(Animal):
    def speak(self):
        return "チュンチュン"

# インスタンス生成
cat = Cat()
bird = Bird()

print(cat.speak())  # ニャー
print(bird.speak())  # チュンチュン

Animalクラスのspeakメソッドは汎用的な動物の鳴き声を返しますが、CatとBirdクラスではそれぞれ猫と鳥の鳴き声にオーバーライドされています。

3. 親クラスのメソッドを呼び出す

子クラスが親クラスのメソッドをオーバーライドしている場合でも、親クラスのメソッドを明示的に呼び出すことができます。これにはsuper()を使用します。

親クラスのメソッドを呼び出す例
python
class Animal:
    def speak(self):
        return "動物が鳴く"

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        # 親クラスのメソッドも呼び出す
        return super().speak() + "がワンワンと鳴く"

dog = Dog()
print(dog.speak())  # 動物が鳴くがワンワンと鳴く

ここで、super().speak()を使って親クラスのspeakメソッドを呼び出し、その結果に犬の鳴き声を追加しています。

4. 複数の親クラスを持つ継承（多重継承）

Pythonは多重継承もサポートしています。これにより、複数の親クラスを継承して、複数のクラスから機能を引き継ぐことができます。

多重継承の例
python
class Flyable:
    def fly(self):
        return "飛ぶことができる"

class Swimmable:
    def swim(self):
        return "泳ぐことができる"

class Duck(Flyable, Swimmable):
    def quack(self):
        return "ガーガー"

duck = Duck()
print(duck.fly())   # 飛ぶことができる
print(duck.swim())  # 泳ぐことができる
print(duck.quack()) # ガーガー

この例では、DuckクラスがFlyableクラスとSwimmableクラスの両方を継承しています。これにより、Duckクラスは両方のクラスからメソッドを引き継ぎ、飛ぶことも泳ぐこともできるようになります。

5. 継承のメリット

継承を使うことで、以下のようなメリットがあります。

  1. コードの再利用性: 親クラスで定義されたコードをそのまま利用できるため、同じコードを繰り返し書く必要がなくなります。

  2. 柔軟性: 子クラスで親クラスのメソッドをオーバーライドすることにより、特定の動作を変更できます。

  3. 拡張性: 新しい機能を追加したい場合、既存のクラスを継承することで新しいクラスを作成し、最小限の変更で機能を追加できます。

6. クラス変数とインスタンス変数

継承を利用する際、親クラスの変数（クラス変数やインスタンス変数）も子クラスが引き継ぎます。これにより、クラス全体で共有されるデータや、各インスタンスで個別に管理されるデータを管理することができます。

クラス変数とインスタンス変数の例
python
class Animal:
    species = "動物"  # クラス変数

    def __init__(self, name):
        self.name = name  # インスタンス変数

class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, breed):
        super().__init__(name)
        self.breed = breed

dog = Dog("ポチ", "柴犬")
print(dog.species)  # 動物 (クラス変数)
print(dog.name)     # ポチ (インスタンス変数)
print(dog.breed)    # 柴犬

この例では、speciesはクラス変数であり、すべてのインスタンスで共有されます。nameはインスタンス変数であり、各インスタンスごとに異なる値を保持します。

結論

Pythonの継承は、コードの再利用性や拡張性を高める強力なツールです。クラスを作成する際に親クラスから機能を継承することで、より効率的なプログラムが書けます。継承の理解を深めることで、より複雑なプログラムを作成する際に非常に役立つでしょう。

最終更新： 28/03/2025
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