クラス
プログラムが大きく複雑になるにつれ、コードの管理や整理が非常に困難になることがあります。関数や変数がプログラムのさまざまな部分に散らばってしまい、何が起こっているのか把握しづらく、結果として散らかった保守しにくいコードになってしまいます。ここで登場するのが、オブジェクト指向プログラミングの中核であるクラスです。
クラスは、コード内でオブジェクトを作成するための設計図のようなものです。各クラスは、関連するプロパティ（データ）とメソッド（関数）を一つの単位にまとめます。たとえば、ゲームプログラムでは、Player、Monster、Itemといったクラスがあり、それぞれが固有のデータとメソッドを持ちます。これにより、関連する機能がグループ化され、大規模なコードベースでも理解しやすく管理が容易になります。また、各機能がどのように相互作用するかも明確になります。
図書館をモデル化するソフトウェアを作成したいとしましょう。図書館には本があるので、Bookクラスを作成する必要があります：
class Book:
def __init__(self, title, author, pages):
self.title = title # 本のインスタンスにタイトルを割り当てる
self.author = author # 本のインスタンスに著者を割り当てる
self.pages = pages # 本のインスタンスにページ数を割り当てるclassキーワードは新しいクラスを導入し、その後に名前（Book）が続きます。def __init__(self, title, author, pages):の行はクラスの初期状態、つまりコンストラクタを定義します。ここでオブジェクトが初期化されます。selfはクラスのインスタンスを指します。title、author、pagesはクラスの属性です。
クラスを関数のように呼び出すことで、新しい本のオブジェクトを作成できます：
# 本の新しいインスタンスを作成する
mockingbird = Book('To Kill a Mockingbird', 'Harper Lee', 281)
print(mockingbird.title) # To Kill a Mockingbird
print(mockingbird.author) # Harper Lee
print(mockingbird.pages) # 281To Kill a Mockingbird、Harper Lee、281を引数として渡していることに注目してください。これらは__init__メソッドに引数として渡されます（ほとんど通常の関数のように）。
Bookクラスのインスタンスを複数作成できます：
# 他の本のインスタンスを作成する
book2 = Book('1984', 'George Orwell', 328)
book3 = Book('The Great Gatsby', author='F. Scott Fitzgerald', pages=180)
book4 = Book('Moby Dick', 'Herman Melville', pages=720)
# 本に関する情報を出力する
print(f'{book2.title} by {book2.author} has {book2.pages} pages.') # 1984 by George Orwell has 328 pages.
print(f'{book3.title} by {book3.author} has {book3.pages} pages.') # The Great Gatsby by F. Scott Fitzgerald has 180 pages.
print(f'{book4.title} by {book4.author} has {book4.pages} pages.') # Moby Dick by Herman Melville has 720 pages.関数と同様に、__init__メソッドには位置引数とキーワード引数の両方を渡すことができます。
データに加えて、クラスは機能もカプセル化できます。たとえば、図書館システムで本を既読としてマークしたいとします。そのために、Bookクラスにメソッドを定義できます：
class Book:
def __init__(self, title, author, pages):
self.title = title # 本のインスタンスにタイトルを割り当てる
self.author = author # 本のインスタンスに著者を割り当てる
self.pages = pages # 本のインスタンスにページ数を割り当てる
self.is_read = False # 本はまだ読まれていない
def mark_as_read(self): # クラスメソッド
self.is_read = True # 本を既読としてマークする
mockingbird = Book('To Kill a Mockingbird', 'Harper Lee', 281)
print(mockingbird.is_read) # False、本はまだ読まれていない
mockingbird.mark_as_read() # 本を既読としてマークする
print(mockingbird.is_read) # True、本は読まれたmark_as_readメソッドは、is_read属性の状態をTrueに変更します。このメソッドはどの本のインスタンスでも呼び出せます。これにより、Pythonのクラスを使用して関連するデータと機能を組み合わせる方法が示されます。
チャレンジ：Carクラスの作成
あなたはCarクラスを作成する任務を担っています。このクラスは次の属性を持つべきです：
color（車の色）
make（車のブランド）
model（車のモデル）
year（製造年）
これらの属性はクラスの__init__メソッドで初期化されるべきです。
さらに、Carクラスにはdisplay_detailsメソッドが必要です。このメソッドは車の詳細を[year] [color] [make] [model]の形式で文字列として返すべきです。
入力 | 出力 | |
|---|---|---|
| 2023 red Ferrari F8 | |
| 2021 black Tesla Model S |
Constraints
Time limit: 2 seconds
Memory limit: 512 MB
Output limit: 1 MB