オブジェクト指向とは？プログラミングに必要な理由も解説

オブジェクト指向の基本概念

オブジェクト指向が従来の手法と何が違うのか、定義や生まれた背景を解説します。オブジェクト指向の具体例も紹介するので参考にしてください。

オブジェクト指向の定義とは

オブジェクト指向とは、ソフトウェア設計とプログラム記述で、現実世界の「モノ」を模倣してプログラムを構築する考え方です。

従来の手続き型プログラミングが処理の流れを重視するのに対し、オブジェクト指向では「データとそれを操作する処理」を一つのまとまりとしてとらえます。

プログラムを「オブジェクト」と呼ばれる部品の集合体として構築します。

それぞれのオブジェクトは独立した機能を持ち、他のオブジェクトとの連携により全体のプログラムを動かすことが可能です。

オブジェクト指向が生まれた背景

オブジェクト指向は1970年代、プログラミング言語Smalltalkを開発したアラン・ケイ氏によって提唱されました。

当時は、コンピューター技術が急速に発展したため、プログラミングの複雑化が課題となっていました。

従来の手続き型プログラミングでは、複雑なシステムを構築するために膨大な行数のコードが必要となり、プログラマー間での分業も困難です。

また、プログラム全体が一つの連続した処理として記述されるため、部分的な修正や改良も簡単ではありません。

問題を解決するために、プログラムを「モノの集まり」としてとらえ、それぞれを独立した部品として扱うオブジェクト指向の考え方が生まれました。

オブジェクト＝モノの考え方

オブジェクト指向の「オブジェクト」とは、現実世界の「モノ」をプログラム上で表現したものです。

英語のobjectの意味は「触ったり見たり動かしたりできるもの」で、プログラムでも同様の特徴を持ちます。

たとえば、車を表現するオブジェクトには「色」「速度」「燃料残量」などの属性（データ）と、「発進する」「停止する」「曲がる」などの操作（メソッド）が含まれます。

属性と操作を一つのまとまりとして扱えば、現実世界の車の特徴をプログラム上で再現可能です。

従来の手法との違い

従来の手続き型プログラミングでは、プログラム全体が一つの連続した処理として記述されます。

データと処理が分離されており、プログラマーは処理の流れを追いながらコードを理解する必要がありました。

一方、オブジェクト指向では、関連するデータと処理を一つのオブジェクトにまとめて管理します。

プログラムの各部分が独立性を持ち、理解しやすく保守しやすい構造を実現できます。

具体例で理解するオブジェクト指向

3Dゲームの都市を構築する場合を例に、オブジェクト指向の考え方を説明します。

従来の手続き型プログラミングでは、建物、道路、自動車などをすべて同じレベルの「図形」として扱い、それぞれの描画処理を順番に実行していました。

たとえば、「四角くて白い物体にいくつかの穴が開いている図形を描画する」「幅のある平らなラインを描画する」「箱に4つの円がついた図形を描画する」などです。

オブジェクト指向では、まず「建物」「道路」「自動車」などの意味のあるオブジェクトを定義します。

建物オブジェクトには「高さ」「幅」「材質」などの属性と、「建設する」「解体する」などの操作を定義します。

同様に、道路オブジェクトには「幅」「材質」「車線数」などの属性と、「舗装する」「標識を設置する」などの操作を定義します。

都市全体を「建物オブジェクト」「道路オブジェクト」「自動車オブジェクト」などの集合として表現でき、現実世界の都市設計と同じような感覚でプログラムを構築可能です。

オブジェクト指向のメリット

オブジェクト指向は特定のプログラミング言語や手法の名前ではありません。

プログラミングを行う際の考え方のひとつです。

オブジェクト指向のメリット4点を解説します。

プログラム全体の把握が容易

オブジェクト指向を用いると、プログラム全体の構造を把握でき、実際の都市を設計するイメージでプログラムを設計できます。

都市を3Dモデルで構築する例に戻ると、従来の方法の「境目がなく連続しているコンピュータへの命令」に対し、オブジェクト指向では「建物、道路、自動車がある場所」と認識できます。

全体イメージを練ってから、細部を練っていく手順で企画を進められるでしょう。

複雑なシステムでも、構成要素を「オブジェクト」として整理し、各部分の役割と関係性を理解しやすくなるため、プログラムの保守性や可読性が大幅に向上します。

分業・共同作業の効率化

都市の例で考えると、オブジェクト指向なら「私は全体の構造をつくっていくので、あなたは建物をつくってください」とプログラムを切り分けながら分業作業を行えます。

全体のプログラムが連続していて区切りがない場合、複数のプログラマーが共同作業するのは難しくなります。

オブジェクト指向の登場は、大人数のプログラマーが開発に関わるシステムの実現に貢献したと言われています。

各開発者は自分が担当するオブジェクトの仕様を理解すれば、他の部分を詳しく知らなくても効率的に作業を進められます。

修正・改良作業の簡素化

オブジェクト指向では、プログラムを一気に修正できます。

プログラミングの作業は当初計画したとおり一本道の工程で進むケースはほとんどありません。

修正や変更を加え、行ったり来たりをくり返しながらゴールに向かう例がほとんどです。

たとえば、完成間近になってからすべての「建物」の屋上に「アンテナ」をつけたいと修正意見が出たとします。

「一つのつながり」のプログラムなら「すでにつくったすべての建物にアンテナのプログラムを一つひとつ挿入していく」作業が発生し、膨大な作業量になってしまいます。

一方で、オブジェクト指向なら「建物」に「アンテナ」を追加するたった一つのアクションで、すべての「建物」を修正できるので便利です。

プログラムの高速化・軽量化

オブジェクト指向は、プロセスしだいでプログラミングを高速化・軽量化できます。

「パーツとパーツをつなげて全体の機能を生み出していく」電子部品の回路設計と同様に、「全体プログラムをどのグループで切り分けていくか」、つまり構造をつくっていくのがプログラマーの重要な役割になります。

この考え方により、計算を大幅に高速化でき、メモリの軽量化も可能となります。

効率化が可能になるのはオブジェクト指向のおかげです。

オブジェクト指向対応のプログラミング言語

オブジェクト指向の考え方が登場して50年近くが経過し、現在ではほとんどのプログラミング言語が対応しています。

オブジェクト指向対応言語は、プログラムをオブジェクト（モノ）の集合としてとらえ、コードの再利用性や保守性を高める機能を提供しています。

主要な言語の特徴

オブジェクト指向プログラミングを実践できる主要な言語の、特徴と適用分野を紹介します。

各言語はオブジェクト指向の基本概念のクラス、継承、カプセル化、ポリモーフィズムをサポートしています。

C++

1983年にC言語にオブジェクト指向的な考え方を付け加えた言語です。

C言語との互換性を保ちながらオブジェクト指向機能を追加しているため、既存のC言語のコードと組み合わせて使用可能です。

C++は高いパフォーマンスを要求されるシステム開発やゲーム開発の現場で広く活用されています。

メモリ管理を直接行える反面、プログラマーの技術力が求められる言語でもあります。

Python

1991年に開発されたPythonは、シンプルで読みやすい文法を持ち、さまざまなプログラミングパラダイムに柔軟に対応できる言語です。

オブジェクト指向プログラミングはもちろん、関数型プログラミングや手続き型プログラミングにも対応しています。

関連記事：【初心者入門】Pythonとは？学ぶべき3つのメリットと活用事例、学ぶ方法を解説

近年のAI・機械学習ブームにより、データ分析や人工知能開発の分野で特に人気が高まっています。

豊富なライブラリが用意されており、初心者にも学びやすい言語です。

Java

1995年に開発された言語で、C++を基本として堅牢性とセキュリティを重視したオブジェクト指向言語です。

「Write Once, Run Anywhere」（一度書けばどこでも動く）の理念のもと、異なるプラットフォーム間での互換性を実現しています。

Javaは企業システム開発の現場で長年使用されており、大規模な業務システムの構築に適しています。

オブジェクト指向プログラミングのための機能が豊富に用意されており、現在も多くの企業で活用中です。

関連記事：Javaが学べるプログラミングスクール一覧

Ruby

1995年に日本の松本行弘氏によって開発されたオブジェクト指向プログラミング言語です。

プログラマーの生産性と楽しさを重視した設計が特徴で、「Ruby on Rails」のWebアプリケーションフレームワークと組み合わせて使用されることが多い言語です。

関連記事：Ruby(ルビー）とは？知っておきたいプログラミング言語を紹介

日本発の言語として、日本人の思考にマッチしていると言われ、国内外のWeb開発現場で広く使用されています。

直感的で美しいコードが書けることから、多くの開発者に愛用されています。

JavaScript

1995年に開発されたWebアプリケーション向けのプログラミング言語で、ブラウザ上で動作するクライアントサイドプログラミングの標準言語として普及しました。

現在では、Node.jsの登場によりサーバーサイドでも使用可能です。

JavaScriptは動的型付け言語であり、プロトタイプベースのオブジェクト指向をサポートしています。

関連記事：【JavaScriptの勉強方法】できることも徹底解説

Web開発にて必須の言語として、フロントエンド開発からバックエンド開発まで幅広く活用されています。

学習用言語Scratch

マサチューセッツ工科大学メディアラボが2006年に開発した教育用のビジュアルプログラミング言語です。

パーツや機能をブロックで表現し、これらを組み合わせてプログラムを作成します。

Scratch自体がオブジェクト指向のプログラミング言語であり、ブロックを組み合わせながら自然とオブジェクト指向の概念を理解できる理想的な教材です。

関連記事：Scratchとは？子どもが楽しく学べるプログラミング入門ツールの魅力と活用法

プログラミング初心者や子どもたちがプログラミングの基本概念を学ぶのに最適な環境を提供しています。

視覚的にプログラムを作成でき、複雑な文法を覚える必要がないため、多くの教育機関でプログラミング教育の入門として採用されています。

オブジェクト指向の学習方法

オブジェクト指向の学習方法のポイントや、おすすめのアプローチを紹介します。

効果的な学習のポイント

オブジェクト指向を習得するには、理論と実践のバランスを取りながら段階的に学習を進めましょう。

オブジェクト指向は他のプログラミング手法との差別化を目指して考えられたため、プログラミングの基本が分からない状態では理解が困難になります。

変数、配列、条件分岐、ループ処理などの基本的なプログラミング概念を理解した後に、オブジェクト指向の特徴である「カプセル化」「継承」「多態性」の概念を学習しましょう。

また、抽象的な概念を身近な例で理解すると効果的です。

前述の都市の例のように、建物や道路、自動車などの具体的なモノに置き換えて考えると、オブジェクト指向の本質をつかみやすくなります。

実践的な学習の進め方

効果的な学習には、手を動かしながら学ぶ実践的なアプローチが必要です。

まず、オブジェクト指向対応のプログラミング言語を選択し、実際にコードを書きながら学習を進めましょう。

初心者にはPythonやRubyのような、わかりやすいと評価される言語がおすすめです。

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学習の流れは以下のような段階で進めましょう。

実際のプロジェクトでオブジェクト指向を使用する経験を積むと、理論だけでは理解しにくい部分も自然と身につきます。

簡単なゲームやWebアプリケーションの作成により、オブジェクト指向の利点を実感できるでしょう。

関連記事：アプリ開発スクールおすすめ12選！習得したいスキルも解説

おすすめの学習書籍

オブジェクト指向の学習に役立つ書籍をレベル別に紹介します。

初心者には、「オブジェクト指向でなぜつくるのか」（平澤章著）がおすすめです。

この書籍は、オブジェクト指向の基本概念を分かりやすく解説しており、プログラミング初心者でも理解しやすいです。

より実践的な学習を求める場合は、使用するプログラミング言語に特化した書籍を選択しましょう。

たとえば、Pythonでオブジェクト指向を学ぶなら「Effective Python」、Javaなら「Head First デザインパターン」などが評価の高い書籍です。

また、オンライン学習プラットフォームを活用するのも効果的です。

Progateやドットインストールなどの日本語対応サービスでは、動画と実際のコーディングを組み合わせて学習できます。

学習書籍を選ぶ際は、理論だけでなく実際のコード例が豊富に掲載されているものを選びましょう。

オブジェクト指向は概念的な部分が多いため、具体的なコード例を通じて理解を深めると効果的な学習につながります。

オブジェクト指向が身につくプログラミングスクールおすすめ3選

SAMURAI ENGINEER

SAMURAI ENGINEERの特徴はオリジナルサービス開発を行う点です。自分のアイデアを元にWebサービスを作る中で、自然とオブジェクト指向が身についていくでしょう。

スクールのカリキュラムを修了するとオリジナルサービスの開発実績ができるため、エンジニアとしての能力を示すのに有効なポートフォリオ作りにも役立ちます。

また履歴書や職務経歴書などの書類作成や、自己PR対策のサポートも用意しています。一人ひとりに合う求人の紹介も行っており、転職サポートも万全です。

SHIFT TERAS CAMPUS(旧:DMM WEBCAMP)エンジニア転職

SHIFT TERAS CAMPUS(旧:DMM WEBCAMP)エンジニア転職は実務に近いカリキュラムを導入しているのが特徴です。

現場ではひとりで開発をすることはほぼありません。エンジニアやデザイナー・ディレクターなど複数人がチームで協力し合いながら開発を進めます。

現場と同じようにチームでの開発を経験することで、オブジェクト指向の育成につながるスクールです。

また時間割が設けられていないため自分のペースで学習でき、仕事をしながらでも続けやすいでしょう。

転職はもちろん副業のサポートもあるため、スキルを活かし理想の働き方の実現を目指せます。

TECH CAMP

開発の過程をひと通り経験できるのが特徴のTECH CAMPは、現場で求められる知識を幅広く学べるスクールです。

企画からリリースまでに必要なすべての工程を実際にやることで、オブジェクト指向の理解につながります。

あわせてグループワークによる開発も実施。他の受講者とチームで開発することで、現場に近い環境も経験できます。

マンツーマンのサポートもあり、未経験からしっかり技術を身につけていける体制です。

またカリキュラム修了後の進路として、転職はもちろんフリーランスとしての独立もサポートしています。

まとめ

オブジェクト指向は、プログラムをモノとしてとらえて、オブジェクト単位で管理する開発手法です。

従来の手続き型プログラミングと比較して、プログラム全体の把握が容易になり、分業・共同作業の効率化、修正・改良作業の簡素化などのメリットがあります。

C++、Python、Java、Ruby、JavaScriptなど多くの言語で採用されており、現代のプログラミングには欠かせない考え方です。

オブジェクト指向の勉強を始める際は、自分に合ったプログラミング言語を選んで学習を進めてみてくださいね。