オブジェクト指向型プログラミング
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研究室で後輩に教えるように以前作っていたものを手直し。身内で口頭で説明する部分が多いので適当になっている個所がいくつかあります。
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オブジェクト指向型プログラミング
- 3. 今回の流れ 2016/4/25 3 今回の流れはこんな感じです． p4 ~前準備~ p13 p15 ~関数化~ p46 p48 ~クラス~ p79 p81 ~オブジェクト指向~ p117
- 4. 基本を押さえる（C/C++の講義でやってたこと） 2016/4/25 4 基本は条件分岐（if） 繰り返しは透明性向上（while） それぞれを合わせたのがdo-while, for, foreach switch, else, else if はifの拡張
- 5. 基本を押さえる - 透明性？保守性？ 2016/4/25 5 可読性 保守性 透明性 再利用性 言語が 分かりやすい 後で見やすい 流れが 分かりやすい 他でも使える
- 6. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 6 可読性 保守性 透明性 再利用性 高級言語の開発 構造化言語の開発機械語の開発 オブジェクト指向 型言語の開発 富豪型プログラミ ングの普及 スプリクト言語の 普及 スプリクト言語の 開発 goto派閥の 宗教戦争 要求言語の多様化 による宗教戦争
- 7. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 7 可読性 保守性 透明性 再利用性 高級言語の開発 構造化言語の開発機械語の開発 オブジェクト指向 型言語の開発 富豪型プログラミ ングの普及 スプリクト言語の 普及 スプリクト言語の 開発 goto派閥の 宗教戦争 要求言語の多様化 による宗教戦争
- 8. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 8 可読性 保守性 透明性 再利用性 高級言語の開発 構造化言語の開発機械語の開発 オブジェクト指向 型言語の開発 富豪型プログラミ ングの普及 スプリクト言語の 普及 スプリクト言語の 開発 goto派閥の 宗教戦争 要求言語の多様化 による宗教戦争
- 9. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 9 可読性 保守性 透明性 再利用性 高級言語の開発 構造化言語の開発機械語の開発 オブジェクト指向 型言語の開発 富豪型プログラミ ングの普及 スプリクト言語の 普及 スプリクト言語の 開発 goto派閥の 宗教戦争 要求言語の多様化 による宗教戦争
- 10. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 10 可読性 保守性 透明性 再利用性 アセンブラ C機械語 C++ C# Java BASIC simula
- 11. 基本を押さえる – プログラミングの歴史的には 2016/4/25 11 可読性 保守性 透明性 再利用性 アセンブラ C機械語 C++ C# Java BASIC simula
- 12. 基本を押さえる – 適材適所 2016/4/25 12 可読性 保守性 透明性 再利用性 アセンブラ C C++ C# 言語の 速度 環境の 汎用性 付随効果 言語例 言語の 可読性
- 13. 基本を押さえる – 適材適所 2016/4/25 13 大規模なプログラムを組 みたい 再利用性を重視 C#やJavaが推奨重要なシステムでは無い ので刺さっと組みたい 何よりも速度を出さなく てはいけない 言語速度を重視 アセンブラやCが推奨 環境（ハード含む） に依存しそう 環境の限定性を重視 アセンブラやC・それぞれに合った 言語が推奨
- 18. 関数化 2016/4/25 18 外積計算 X1 * Y2 + Y1 * X2
- 19. 関数化 2016/4/25 19 X1 * Y2 + Y1 * X2 地面側のベクトル キャラまでのベクトル 必要なもの
- 25. 処理関数化 2016/4/25 25 キャラA 地面 描画処理 キャラA 新しい位置の計算 描画処理 入力処理 衝突判定 衝突応答
- 29. 処理関数化 2016/4/25 29 地面 キ ャ ラ A キ ャ ラ A キ ャ ラ A キ ャ ラ A 移動処理関数 移動処理関数 移動処理関数 処理を纏めてあるだけなので 戻り値があっても無くても良い
- 31. 参照範囲（SCOPE） 宣言について 2016/4/25 31 メイン関数 関数A 関数B int temporary; int temporary; 参照範囲とは宣言した関数の階層以下でのみ変数が扱 えるということ なので変数名が被っててもこれはセーフ int temporary;
- 32. 参照範囲（SCOPE）宣言について 2016/4/25 32 メイン関数 if 文内 for文内 int temporary; int temporary; これはメイン関数で宣言している変数名とその内に 入っている処理の中で宣言している 変数名が被っているのでアウト int temporary;
- 33. 参照範囲（SCOPE） 引数の内容 2016/4/25 33 メイン関数 関数A temporary = 4; print(temporary); 関数に対して単に引数として値を渡しても中身が入れ 替わるわけではなく値をコピーして別の変数として 扱っているだけなので関数を抜けた際には値が戻って る（変わってない） int temporary = 0; Console Screen 0
- 34. 参照範囲（SCOPE） 引数の内容 2016/4/25 34 メイン関数 関数A temp_temporary = 4;print(temporary); 値をコピーして別の変数として扱っているので メイン関数の値が変わらないのが原因 int temporary = 0; int temp_temporary = 引数の値; 値渡し
- 35. 参照範囲（SCOPE） 引数の内容 2016/4/25 35 メイン関数 関数A temp_temporary = 4;print(temporary); 関数内で元の変数を操作したいのであれば参照 している位置を引数として渡してあげることで 解決される int temporary = 0; int temp_temporary = 引数の位置; 参照渡し
- 38. メモリ空間 参照範囲（SCOPE）値渡しの中身 2016/4/25 38 値 値 値渡し 値のコピー int temp_temporary = 引数の値;
- 42. メモリ空間 参照範囲（SCOPE）参照渡しの中身 2016/4/25 42 値 位置 参照渡し 位置の保存 int temp_temporary = 引数の位置;
- 43. メモリ空間 参照範囲（SCOPE）参照渡しの中身 2016/4/25 43 値 位置 参照渡し 値の参照 値 temp_temporary = 4;
- 44. メモリ空間 参照範囲（SCOPE）参照渡しの中身 2016/4/25 44 値 位置 参照渡し 値の参照 値 temp_temporary = 4;
- 45. メモリ空間 参照範囲（SCOPE） 参照渡しの中身 2016/4/25 45 値 位置 参照渡し 値 print(temporary);
- 46. 参照範囲（SCOPE） 動的変数・静的変数 2016/4/25 46 親となる関数 ＋ 変数名 変換 メモリ位置 動的変数 変数名 変換 メモリ位置 静的変数 動的変数は親となる関数によっ て変換されるアドレスが変わる のに対して、 静的変数は変数名がアドレスと 直結しているのでどの関数にい ようと関係が無い
- 49. 命名規則 2016/4/25 49 変数名 関数名 クラス名 tmp_value val tmpValue itizitekiAtai temporaryValuetemporary_value ataiitiziteki_tai value
- 50. 命名規則 2016/4/25 50 変数名 関数名 クラス名 tmp_val val tmpVal 3~4文字で短く纏める派
- 51. 命名規則 2016/4/25 51 変数名 関数名 クラス名 temporaryValuetemporary_value value 長いけど間違えにくい 基にした単語全部書く派
- 52. 命名規則 2016/4/25 52 変数名 関数名 クラス名 itizitekiAtaiataiitiziteki_atai そこは日本語で書くでしょ派
- 53. 命名規則 2016/4/25 53 変数名 関数名 クラス名 tmp_value temporary_value itiziteki_tai 「 _ 」を使って文字を区切る スネークケース派
- 54. 命名規則 2016/4/25 54 変数名 関数名 クラス名 tmpValue itizitekiAtai temporaryValue 区切りの部分で大文字を使う キャメルケース派
- 55. 命名規則 2016/4/25 55 変数名 関数名 クラス名 ちなみに現在の私は混合派です． temp_Valuetemp_InitValue value
- 56. 命名規則 2016/4/25 56 変数名 関数名 クラス名 これは特に種類ありません．（てか、知りません） １文字目を大文字にするだけです． これが一番分かりやすいと思います． Value_FunctionValueFunction Class
- 57. 命名規則 2016/4/25 57 変数名 関数名 クラス名 クラスの1文字目が大文字で変数名の1文字目が小文字だと都合が良いのは クラス変数を作った時に1文字目を小文字にすれば済むからです． ValueFunction valueFunction
- 58. クラス？ 2016/4/25 58 • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc… とりあえず例として適当なゲームのキャラをパラメータ群に変換しました．
- 59. クラス？ 2016/4/25 59 名前[string] レア度[int] レベル[int] HP[int] 画像パス[string] テキスト[string] 物理ダメージ[int] Etc… • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc… 各パラメータを変数として宣言 各変数にアクセスしてキャラのパラメータを弄れる！
- 62. クラス？ 2016/4/25 62 結果的になんの変数があったかなんて忘れる． → 収集が着かなくなる 名前1[string] レア度1[int] レベル1[int] HP1[int] 画像パス1[string] テキスト1[string] 物理ダメージ1[int] Etc1… 名前2[string] レア度2[int] レベル2[int] HP2[int] 画像パス2[string] テキスト2[string] 物理ダメージ2[int] Etc2… 名前3[string] レア度3[int] レベル3[int] HP3[int] 画像パス3[string] テキスト3[string] 物理ダメージ3[int] Etc3… キャラクター1 キャラクター2 キャラクター3
- 63. クラス？ 2016/4/25 63 変数がばらばらにならないように変数群を ひとまとめにすることでどんなに キャラを増やしても大丈夫 キャラクター1 キャラクター2 キャラクター3 キャラクター1 • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc… キャラクター2 • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc… キャラクター • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc…
- 64. 構造体 2016/4/25 64 これらを構造体と呼ぶ キャラクター1 • 名前[string] • レア度[int] • レベル[int] • HP[int] • 画像パス[string] • テキスト[string] • 物理ダメージ[int] • Etc… 構造体
- 65. 構造体 → クラス 2016/4/25 65 構造体 変数群 クラス ？
- 66. 構造体 → クラス 2016/4/25 66 構造体 クラス？ 関数群
- 67. 構造体 → クラス 2016/4/25 67 構造体 構造体 関数群
- 68. 構造体 → クラス 2016/4/25 68 構造体 クラス 明確な違いは公的には無い． ↓ 各言語によって定義が異なる．
- 69. 構造体 → クラス 2016/4/25 69 構造体 クラス 基本的にメンバ変数がpublic 基本的にメンバ変数がprivate 値型 参照型
- 72. 構造体 → クラス 2016/4/25 72 構造体 クラス 一番説得力があるこじ付けとしてはオブジェクト指向としての機能を使った構造体をクラス そうでないほぼただの変数群としての機能のみのものを構造体というのが、 多分一番分かりやすいし伝わりやすい（面倒くさかったらオブジェクト指向言語の構造体は みんなクラスといっちゃっても伝わります．） なので詳細の説明はオブジェクト指向の解説の時にします．
- 77. クラスの生成 – オブジェクトって？ 2016/4/25 77 型の定義 インスタンス オブジェクト の利用 オブジェクト の破棄 Characterクラス 名前[string] HP[int] 画像パス[string] テキスト[string] 物理ダメージ[int] クラス変数の 生成 クラス変数の総称のことです． クラスの型を基にして作られたものは 全てobjectです． 言い換えればobject型を継承した変数という 言い方もできます．
- 83. オブジェクト指向の3大要素 -カプセル化 - 2016/4/25 83 Characterクラス 名前[string] HP[int] 画像パス[string] テキスト[string] 物理ダメージ[int] 名前がぼこぼこ変わることは無い 画像パスはむしろ変わられたら困る HPは頻繁に変わることがある 物理ダメージは特殊な計算結果で欲しい
- 84. オブジェクト指向の3大要素 -カプセル化 - 2016/4/25 84 名前がぼこぼこ変わることは無い 画像パスはむしろ変わられたら困る HPは頻繁に変わることがある 取得○：設定△ 取得△：設定× 取得○：設定○ 物理ダメージは特殊な計算結果で欲しい 取得△：設定△
- 85. アクセス修飾子について 2016/4/25 85 public private protected internal internal protected Characterクラス 名前[string](public) HP[int](public) 攻撃力[int](private) 攻撃関数[int](public) ダメージ関数[int](private) 左図のようにpublicは外部から干渉できる がprivateは干渉することが出来ない これを利用することで外部から不用意に クラス内の変数を触らせないようにする ことで保守性を高めることが出来る
- 86. アクセス修飾子について 2016/4/25 86 public private protected internal internal protected Character派生クラス別クラス Characterクラス 名前[string](public) HP[int](private) 攻撃力[int](protected) protectedは派生したクラスからのみ外部から干渉することができる
- 87. アクセス修飾子について 2016/4/25 87 public private protected internal internal protected Characterクラスと 同じプロジェクト別プロジェクト Characterクラス 名前[string](public) HP[int](private) 攻撃力[int](internal) internalは同じプロジェクト内であれば干渉することができる
- 88. アクセス修飾子について 2016/4/25 88 public private protected internal internal protected Character派生クラス and 同プロジェクト内 別クラス or 別プロジェクト Characterクラス 名前[string](public) HP[int](private) 攻撃力[int](internal protected) internal protectedはinternalとprotected双方の制限を受ける為、 同じプロジェクトで且つ派生クラスからのみ干渉することが出来るといったもの
- 89. オブジェクト指向の3大要素 -カプセル化 - 2016/4/25 89 名前がぼこぼこ変わることは無い 画像パスはむしろ変わられたら困る HPは頻繁に変わることがある public get：private set private get： public get：public set 物理ダメージは特殊な計算結果で欲しい private get：private get
- 90. オブジェクト指向の3大要素 -カプセル化 - 2016/4/25 90 物理ダメージは特殊な計算結果で欲しい private get：private get public int Damage() { return ~ } 直接値を触らせるのではなく関節的に触らせることでクラス制作者の意図しない触 られ方をするのを防ぐことが出来る．
- 91. オブジェクト指向の3大要素 - 継承 - 2016/4/25 91 外部入力できるか AIのアルゴリズム プレイヤー エネミー
- 92. オブジェクト指向の3大要素 - 継承 - 2016/4/25 92 位置変数を持っている 攻撃力を持っている HPを持っている 素材画像がある プレイヤー エネミー
- 93. Characterクラス オブジェクト指向の3大要素 - 継承 - 2016/4/25 93 プレイヤー エネミー 位置変数を持っている 攻撃力を持っている HPを持っている 素材画像がある
- 94. Characterクラス オブジェクト指向の3大要素 - 継承 - 2016/4/25 94 position attackValue hitPoint picturePass Playerクラス Enemyクラス Characterクラス Characterクラス
- 95. Characterクラス オブジェクト指向の3大要素 - 継承 - 2016/4/25 95 position attackValue hitPoint picturePass Playerクラス Enemyクラス Characterクラス Characterクラス 外部入力できるか AIのアルゴリズム
- 96. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 96 Playerクラス Enemyクラス Characterクラス Characterクラス 外部入力できるか AIのアルゴリズム 初期化 初期化 ロジック ロジック 描画 描画
- 97. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 97 Playerクラス Enemyクラス Characterクラス Characterクラス 外部入力 AIのアルゴリズム Player初期化 Enemy初期化 Playerロジック Enemyロジック Player描画 Enemy描画 Characterクラス 初期化 ロジック 描画 変数群
- 98. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 98 Playerクラス Enemyクラス Characterクラス Characterクラス 外部入力 AIのアルゴリズム Player初期化 Enemy初期化 Playerロジック Enemyロジック Player描画 Enemy描画 Main関数クラス Player初期化 Enemy初期化 Playerロジック Enemyロジック Player描画 Enemy描画
- 99. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 99 Main関数クラス Player初期化 Enemy初期化 Playerロジック Enemyロジック Player描画 Enemy描画 Main関数クラス Player-Enemy初期化 Player-Enemyロジック Player-Enemy描画
- 100. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 100 Main関数クラス temp_Character初期化 temp_Characterロジック temp_Character描画 Main関数クラス Player-Enemy初期化 Player-Enemyロジック Player-Enemy描画 Character temp_Character = { Player, Enemy }
- 101. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 101 Playerクラス Inputクラス Player初期化 Input初期化 Playerロジック Inputロジック Player描画 Main関数クラス Player初期化 Input初期化 Playerロジック Inputロジック Player描画 Characterクラス
- 102. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 102 Playerクラス Inputクラス Player初期化 Input初期化 Playerロジック Inputロジック Player描画 Main関数クラス（理想） Player-Input初期化 Player-Inputロジック Player描画 Characterクラス
- 103. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 103 ModuleInterfaceクラス 初期化 ロジック Playerクラス Inputクラス Player初期化 Input初期化 Playerロジック Inputロジック Player描画 Characterクラス
- 104. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 104 ModuleInterfaceクラス 初期化 ロジック Playerクラス Inputクラス Player初期化 Input初期化 Playerロジック Inputロジック Player描画 Characterクラス ModuleInterfaceクラス ModuleInterfaceクラス 描画 Input描画(空)
- 105. オブジェクト指向の3大要素 – ポリモーフィズム - 2016/4/25 105 Main関数クラス moduleIF初期化 moduleIFロジック moduleIF描画 Main関数クラス（理想） Player-Input初期化 Player-Inputロジック Player描画 ModuleInterface moduleIF = { Player, Input }
- 109. 関数の修飾子 2016/4/25 109 Playerクラス Characterクラス new ロジック Characterクラス ロジック 変数群 new overridevirtual async 基底となるクラスに存在する関数と同名で同じ引数を有する関数を派生クラスで作 成しようとした際に明示的に基底クラスの関数を隠蔽する場合に使用 状況次第では基底クラスの隠蔽されている関数が呼ばれる
- 110. 関数の修飾子 2016/4/25 110 new修飾子よりもより強固に基底クラスの関数を隠蔽する際に使用 new修飾子では基底クラスで派生クラスをcastした際に基底クラスのメンバ関数が呼 び出されてしまうがこちらの修飾子を利用すると上記のような状況でも派生クラス が呼び出される new overridevirtual async Playerクラス Characterクラス override ロジック Characterクラス virtualロジック 変数群
- 111. async 関数 ロジック 関数の修飾子 2016/4/25 111 new overridevirtual async 非同期処理を行いたい時に使用 Main関数クラス asymcロジック ロジック
- 112. async 関数 ロジック 関数の修飾子 2016/4/25 112 new overridevirtual async 非同期処理を行いたい時に使用 Main関数クラス asymcロジック ロジック
- 113. クラスの修飾子 2016/4/25 113 new sealed partial クラスをインスタンスする際に使用 Characterクラス 変数群 Characterクラス 変数群 interfaceabstract
- 114. クラスの修飾子 2016/4/25 114 new interface sealedabstract partial その名の通り抽象的なクラスを記述する際に使用 ポリモーフィズムで記載したようなことをする際に 基底クラスが実態を持たない場合はこちらを使い、 実態を持ったクラス群の出入り口を作成したい場合は後述のinterfaceを使う abstract Aクラス abstract 関数群(中身無) 変数群 Playerクラス Aクラス 拡張部 関数群(中身有)
- 115. クラスの修飾子 2016/4/25 115 new interface sealedabstract partial abstract（抽象クラス）と似てるが、こちらは多重継承が可能 代わりに実装部を書くことが出来ない名の通りのインターフェイス記述用 interface Aクラス 関数群(中身無) 変数群 interface Bクラス 関数群(中身無) 変数群 Playerクラス Aクラス Bクラス 実装部
- 116. クラスの修飾子 2016/4/25 116 new sealed partial 継承を禁止するクラスに使用 interfaceabstract Playerクラス Characterクラス sealed Characterクラス ロジック 変数群
- 117. クラスの修飾子 2016/4/25 117 new sealed partial この修飾子を付け記述されたクラスは複数のファイルに渡って記述を行うことが出 来る なので、継承を使用しないでクラスの拡張を行いたい際などに使用 interfaceabstract partial Characterクラス 拡張関数 partial Characterクラス ロジックA 変数群 拡張変数群