カプセル‐か〔‐クワ〕【カプセル化】
カプセル化
カプセル化
クラス外部から、クラス自体やクラスのインスタンスのプロパティやメソッドを直接呼び出せないようにすること。
クラス外部からは、クラス内部でデータがどのような形で保持されているかわからなくし、勝手に変更できなくさせることができる。ただ、PHP4ではクラスのプロパティやメソッドに直接アクセスするのを禁止することはできない。
PHP5では、プロパティ、メソッドの定義時にprivateやprotected宣言をすることで、クラス外から直接プロパティにアクセスできないように設定することが可能になった。varによるプロパティの宣言、あるいは何も指定せずにメソッドを宣言した場合は、public宣言と同じくクラス外からでもアクセスできるようになる。
privateとprotectedの違いについてだが、privateと指定するとそのクラス以外のどこからも直接アクセスすることができなくなるのに対し、protectedと指定すると、そのクラス内の他に、そのクラスを継承したクラス内からも直接アクセスすることが可能になる。
関連用語
カプセル化
カプセル化
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/05/29 23:39 UTC 版)
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カプセル化（カプセルか、英: encapsulation）は、コンピュータプログラミングで用いられる概念で互いに関連するデータとロジックなどを1つのモジュールとしてまとめることである[1]。また、より広い意味ではまとめたモジュールの内側の詳細を外側から隠蔽することをも含む[2]。この隠蔽は計算機科学者デビッド・パーナスが提唱した情報隠蔽と同義である。
カプセル化はオブジェクト指向での使用が最も有名であり、そこではフィールドとそれを操作するメソッドをまとめたオブジェクトの内部要素への直接アクセスを制限するためのアクセスコントロールを設けている。内部隠蔽されたフィールドを操作または閲覧するためのメソッドは、ミューテイタ/アクセッサと呼ばれ、これはセッター/ゲッターの俗称でも知られている。フィールドとメソッドの一体化には、フィールド展開用のメモリ基底アドレスをアドホック多相表現にしたThis参照の機構が用いられている。これらカプセル化のコンセプトの定義と実装の書式は、オブジェクトの設計図に例えられているクラスに投影されている。オブジェクト指向のカプセル化は、特にデータ抽象の側面が強調されている。
なお、カプセル化はオブジェクト指向の専売特許ではなく、抽象データ型、プログラムモジュール、ソフトウェアコンポーネントの実装にも使用されている。
概要
構造化プログラミングを提唱したエドガー・ダイクストラは、プログラムの段階的詳細化法の知見から、プログラムを構成するアルゴリズムとそのアルゴリズムで用いられるデータ構造は密接に関連しており、アルゴリズムをある程度詳細化してからでないと多くの場合そのデータ構造は決定できないことを指摘した[3]。
さらに、アルゴリズムに関連するデータ構造を決定するためには、まず必要なデータ構造の存在を変数名で代用、すなわち抽象（abstract）し（これをデータ抽象（data abstract）と呼ぶ）、アルゴリズムの方の詳細化を進めることでそのデータ抽象された変数名が必要とされる情報を徐々に集めてゆき、十分な情報が集まった段階でそのデータ構造を決定させればよいということを示した[注釈 1]。なお、データ抽象を駆使してアルゴリズムとそのデータ構造を洗練化（段階的詳細化）したものは真珠（pearl）[注釈 2]と呼ばれる[4][注釈 3]。
このように開発されたプログラムにおいては、アルゴリズムとそのデータ構造は一体不可分のようになるため、プログラムの拡張などにより、アルゴリズムを後から変更する必要が出てくると、必然的に一度決定したはずのデータ構造や関連操作を修正しなくてはならなくなる。しかも、その修正箇所は大規模なプログラム開発であれば多数の関連ソースコードの各所に散在してしまうことになる[注釈 4]。
以上のことを踏まえれば、ほとんど一体不可分のものであるアルゴリズムの操作と、そのアルゴリズムに関連するデータ構造に対しては、異なる名前を持つ異なる真珠として扱うよりも一つの変数名からなる一つのモジュール（module）とした方が、仮に後でアルゴリズムの変更を行うにしても変更箇所がそのモジュールの内部に限定されることになるので、保守管理しやすい。このように、関連するデータとその操作を一つの何かまとまりにまとめることを情報のカプセル化（encapsulation）またはモジュール化（modulization）と呼ぶ[注釈 5]。
情報隠蔽
デイビッド・パーナスはモジュール間の結合に関する議論を進める上で、プログラムやモジュールに関する設計情報は濫りに公開してはならず、むしろ積極的に隠蔽すべきであるという情報隠蔽（information hiding）の考え方を説いた。つまり、公開すべきものはプログラムやモジュールの仕様であって、その実現手段ではないと主張した[5][注釈 6]。
公開すべき仕様上の機能を呼び出す機構はインターフェース（interface）と呼ばれる。インターフェースを経由することでモジュールの機能の情報隠蔽をすることができる。ほかに情報隠蔽を実現する機構としては、モジュールの機構自体に公開/非公開（public/private）の区別を指定する方法が一般的である。
脚注
注釈
- ^ 構造化プログラミング pp.58-65 における image型 はデータ抽象の例である。
- ^ なお、紛らわしい名称を持つプログラミング言語のPerl開発者であるラリー・ウォールは、構造化プログラミングの真珠（pearl）との関連性を明確には述べていない。本家インタビュー：Perl開発者ラリー・ウォール
- ^ ダイクストラやヴィルトの普及もあってか、以後「アルゴリズム」と「データ構造」と言う単語の入ったプログラミングに関する書籍が数多く出版されることとなった。
- ^ このような構成からなるプログラムは変更に弱く、バグが発生しやすいため保守管理が困難である。
- ^ 用法としてカプセル化という用語は情報隠蔽も含むことが多い。一方、モジュール化という用語はそういったニュアンスは少ない。
- ^ ソフトウェア業界においては、理想的には顧客が提示する仕様書に基づいてソフトウェアを開発し、そのソフトウェアが仕様書を満たしていれば顧客に納品することができる。つまり、顧客が提示する仕様書にある機能が実現されており、かつその機能を実行する限りにおいて動作検証されていれば、そもそも顧客が関知する理由の無い実装上必要となる機能の幾つかが不具合を有していても、そのソフトウェアは仕様書を満たしていると主張可能ということである。
出典
- ^ 上田勲『プリンシプル オブ プログラミング 3年目までに身につけたい 一生役立つ101の原理原則』秀和システム、2016年3月29日、84頁。ISBN 978-4-7980-4614-3。
- ^ 上田勲『プリンシプル オブ プログラミング 3年目までに身につけたい 一生役立つ101の原理原則』秀和システム、2016年3月29日、86頁。ISBN 978-4-7980-4614-3。
- ^ 構造化プログラミング pp.58-65
- ^ 構造化プログラミング pp.68-69
- ^ 山崎(1990) p.131
参考文献
- E.W.ダイクストラ、C.A.R.ホーア、O.-J.ダール 著、野下浩平,川谷慧,武市正人(共訳) 訳『構造化プログラミング』サイエンス社、1975年。
- 山崎利治『プログラムの設計』共立出版〈計算機科学/ソフトウェア技術講座〉、1990年。
- 落水 浩一郎『ソフトウェア工学実践の基礎』日科技連、1993年。
- D.L.Parnas (1971), “Information distribution aspects of design methodology”, Proceedings of IFIP Congress
関連項目
カプセル化 (encapsulation)
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/02 14:27 UTC 版)
「クラス (コンピュータ)」の記事における「カプセル化 (encapsulation)」の解説
詳細は「カプセル化」を参照 一般にどんなプログラムであれ、プログラム機能を提供するためにはデータを保有するだけではなく、データに対する操作ができなければならない。単に複数のデータをまとめる手段としては、C言語の構造体やPascalのレコード型といった形で従来の手続き型プログラミング言語においても提供されている。一方クラスは、データだけでなくそのデータに関連する操作もひとまとめにして管理する枠組みを提供する。 このように関連する変数や操作などをクラスの所属物として一つにまとめてしまうことを、クラスによる情報のカプセル化（encapsulation）と呼ぶ。適切なカプセル化により、データ構造やアルゴリズムなどを変更したとしても、変更箇所はカプセル化されたクラス領域内だけで済み、変更箇所がクラス外の関連ソースコード全体にまで散乱・波及してしまうことを防ぐことができる。 またアクセス修飾子 (access modifier) により、所属物に対して公開/非公開情報の区別をつけることで、クラス外部からクラス内に対して破壊的操作を加えることを防いだり、特定の機密データをクラス外部から見ることができないようにしたりするなど、外部に開放する情報に制限をつけることができる。カプセル化した上に公開/非公開情報の区別を加えることを情報隠蔽（information hiding）と呼ぶ。
※この「カプセル化 (encapsulation)」の解説は、「クラス (コンピュータ)」の解説の一部です。
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カプセル化
出典:『Wiktionary』 (2021/08/11 11:40 UTC 版)
名詞
発音(?)
- か↗ぷせるか
語源
- 英語: encapsulation
類義語
参照
- クラス (class)
- オブジェクト (object)
- 継承 (generalization)
- 委譲 (delegation)
- 集約 (aggregation)
- ポリモーフィズム(多態, 「ポリモルフィズム」)
- フィールド (field)
- メソッド (method)
- オブジェクト指向プログラミング (object-oriented-programming)
「カプセル化」の例文・使い方・用例・文例
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