第19回～第25回の演習の解説と解答例

今回は、第19回から第25回までの演習を総括し、解説と解答を掲載していきます。

第19回「オブジェクト指向について学ぼう(1)」の解答解説

演習1

解答

タプルは順序でデータを管理するのに対し、構造体は要素ごとに名前でデータを管理するため。たとえばタプルに要素を追加すると参照する順が変わってバグになる可能性があるが、構造体はそれがない。

演習2

解答

省略します。

演習3

解説

インスタンス変数はクラスのインスタンスごとに持つ変数です。一般的にはクラスの__init__関数(コンストラクタ)の中で宣言と初期化をします。

解答

class Score:
    def __init__(self):
        self.name = ''
        self.math = 0
        self.english = 0
        self.japanese = 0

s = Score()
s.name = 'taro'
s.math = 100
s.english = 100
s.japanese = 100

演習4

taro = Score()
taro.name = 'taro'
taro.math = 60
taro.english = 70
taro.japanese = 80

jiro = Score()
jiro.name = 'jiro'
jiro.math = 80
jiro.english = 70
jiro.japanese = 90

saburo = Score()
saburo.name = 'saburo'
saburo.math = 50
saburo.english = 30
saburo.japanese = 60

ヒント:リストから最大値を探すプログラムを説明したことがあります。生徒のリストを作成すれば同じ要領で処理できるはずです。

解説

生徒の点数を比較していき、最大の生徒のインスタンスを保持しておけば大丈夫です。最大値を探すアルゴリズムとほとんど同じです。

解答

math_max_student = taro
for student in [taro, jiro, saburo]:
    if(math_max_student.math < student.math):
        math_max_student = student

print(math_max_student.name)
# jiro

演習5(必須ではない)

解説

namedtupleは以下のように使います。

from collections import namedtuple

Point = namedtuple('Point', 'x y')

p1 = Point(11, 22)
print(p1.y)
# 22

print(p1[0])
# 11

print(p1)
# Point(x=11, y=22)

p2 = Point(y = 22, x = 11)
print(p2)
# Point(x=11, y=22)

まずnamedtupleのインポートをし、「型の定義」をしています。上記だとx, yというフィールドを持つPointという型を作っています。初期化はコンストラクタに似たかたちでフィールドの値を引数で与えます。フィールドへのアクセスは名前か従来のタプルのような形で順序を指定します。初期化時に名前を使うことも可能です。ただ、注意して欲しいのはあくまでもタプルなので、再代入できないということです。

from collections import namedtuple
Point = namedtuple('Point', 'x y')
p1 = Point(11, 22)
p1.x = 55

# Traceback (most recent call last):

# File "/Users/yuichi/Desktop/test.py", line 4, in 

# p1.x = 55

# AttributeError: can't set attribute

解答

まず、Scoreを作成します。

from collections import namedtuple

Score = namedtuple('Score', 'name math english japanese')
taro = Score('taro', 10, 20, 30)
print(taro)
# Score(name='taro', math=10, english=20, japanese=30)

そして次に数学の成績が一番高い生徒名を表示するプログラムです。

from collections import namedtuple
Score = namedtuple('Score', 'name math english japanese')

taro = Score('taro', 60, 70, 80)
jiro = Score('jiro', 80, 70, 90)
saburo = Score('saburo', 50, 30, 60)

math_max_student = taro
for student in [taro, jiro, saburo]:
    if(math_max_student.math < student.math):
        math_max_student = student

print(math_max_student.name)

クラスで作ったものとまったく同じコードで大丈夫でした。

第20回「オブジェクト指向について学ぼう(2)」の解答解説

演習1

class Score:
    def __init__(self):
        self.name = ''
        self.math = 0
        self.english = 0
        self.japanese = 0

解説

特にありません。科目数が増えたら解答例よりエレガントな比較をすべきかもしれません。

解答

class Score:
    def __init__(self):
        self.name = ''
        self.math = 0
        self.english = 0
        self.japanese = 0

    def print_max(self):
        if(self.math > self.japanese and self.math > self.english):
            print('math: ' + str(self.math))
        elif(self.english > self.japanese):
            print('english: ' + str(self.english))
        else:
            print('japanese: ' + str(self.japanese))

s = Score()
s.math = 50
s.english = 70
s.japanese = 60

s.print_max()

# english: 70

演習2

解説

コンストラクタはメソッド__init__です。これに引数を加えると、インスタンスの初期化時にパラメータを与えられるようになります。

解答

class Score:
    def __init__(self, name, math, english, japanese):
        self.name = name
        self.math = math
        self.english = english
        self.japanese = japanese

    def print_max(self):
        if(self.math > self.japanese and self.math > self.english):
            print('math: ' + str(self.math))
        elif(self.english > self.japanese):
            print('english: ' + str(self.english))
        else:
            print('japanese: ' + str(self.japanese))

s = Score('taro', 50, 70, 60)
s.print_max()

# english: 70

演習3

解答

省略します。

第21回「オブジェクト指向について学ぼう(3)」の解答解説

演習1

解答

名前はselfでなくても構いませんが、メソッドの第一引数は、そのインスタンス自体と決まっています。ただ、selfという変数名にするというのは暗黙のルールに近いため、特に理由がなければselfとするのがよいと思います。

演習2

解答

省略します。

演習3

解答

省略します。

第24回「オブジェクト指向について学ぼう(6)」の解答解説

演習1

class ClassA:
    def __init__(self):
        self.a = 'hello'

解説

継承されるクラスを親クラス、それを継承したクラスを子クラスと呼びます。子クラスは親クラスが持つインスタンス変数やメソッドにアクセスできます。

解答

class ClassA:
    def __init__(self):
        self.a = 'hello'

class ClassB(ClassA):
    def __init__(self):
        ClassA.__init__(self)

    def print_a(self):
        print(self.a)

b = ClassB()
b.print_a()

# hello

演習2

class ClassA:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

解説

子クラスから親クラスのコンストラクタをどう呼び出すかが重要です。文法的なものなので覚えてください。

解答

class ClassA:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

class ClassB(ClassA):
    def __init__(self, a, b):
        ClassA.__init__(self, a, b)

    def print_sum(self):
        print(self.a + self.b)

b = ClassB(3, 6)
b.print_sum()

# 9

演習3

ml = MyList('a')

class MyList(list):
    def __init__(self, var):
        self.store_type = type(var)

    def append(self, item):
        if(type(item) == self.store_type):
            list.append(self, item)

ml = MyList('a')
ml.append('a')
ml.append('b')
ml.append(1)
print(len(ml))

解説

本文にあった「Intだけを格納するList」を改良すれば作れます。コンストラクタで「ある型のデータ」を受け取り、その型と同じ型のみ受け取るようにすればよいです。

解答

class MyList(list):   
    def __init__(self, var):
        self.store_type = type(var)
        list.__init__(self)

    def append(self, elem):
        if(self.store_type == type(elem)):
            list.append(self, elem)
        else:
            print('error: "' + str(elem) + '" is not ' + str(self.store_type ))

ml1 = MyList('hello')
ml1.append('abc')
ml1.append(1)
print(ml1)

ml2 = MyList(0)
ml2.append('abc')
ml2.append(1)
print(ml2)

第25回「オブジェクト指向について学ぼう(7)」の解答解説

演習1

解答

省略します。

演習2

解答

多重継承を行うと2つのクラスの特徴を引き継げるため、コードの再利用という面では役に立ちます。ただ、2つも継承してしまうと複雑さが増し、たとえば「同じインスタンス名、メソッド名が重複したらどうする」といったことも考える必要が生まれてきます。

私は極力多重継承を使いません。多重継承が必要なら「ひとつは継承し、ひとつはコンポジションする」などとしてもよいかもしれませんね。

演習3

解答

省略します。

次回はコラム回となります。Pythonのプログラムの配布方法について扱います。