目次

• カプセル化とは
• アクセス修飾子
• プライベート変数
• getterとsetter
• プロパティ（@property）
• 名前マングリング
• カプセル化の利点

カプセル化とは

カプセル化（Encapsulation）は、オブジェクト指向プログラミングの重要な概念の一つであり、データ（属性）とメソッド（操作）をまとめ、外部からの直接的なアクセスを制限することを指します。これにより、データの不正な変更を防ぎ、コードの保守性や安全性を向上させることができます。

アクセス修飾子

Pythonでは、他の言語（JavaやC++）のような明示的なアクセス修飾子（public、private、protected）はありませんが、慣例的に以下の3つの種類を使い分けます。

• パブリック（public）: 制限なし（例: self.value）
• プロテクト（protected）: クラス内部およびサブクラス内での使用を推奨（例: self._value）
• プライベート（private）: クラス内部でのみアクセス可能（例: self.__value）

例えば、以下のようなクラスが考えられます。

class Example:
    def __init__(self):
        self.public_var = "公開"
        self._protected_var = "保護"
        self.__private_var = "非公開"

obj = Example()
print(obj.public_var)    # OK
print(obj._protected_var) # OK（ただし慣例的に外部からのアクセスは避ける）
print(obj.__private_var)  # エラー（アクセス不可）

プライベート変数

Pythonでは、変数名の先頭にダブルアンダースコア（__）を付けることで、その変数をプライベートにできます。

class Sample:
    def __init__(self):
        self.__private_data = "秘密"

obj = Sample()
print(obj.__private_data)  # エラー（直接アクセス不可）

ただし、Pythonでは完全に隠蔽されるわけではなく、名前マングリングによってアクセスできます。

print(obj._Sample__private_data)  # "秘密"（アクセス可能だが推奨されない）

getterとsetter

プライベート変数にアクセスするための方法として、getter（取得）とsetter（設定）を使用するのが一般的です。

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    def get_name(self):
        return self.__name

    def set_name(self, new_name):
        if new_name:
            self.__name = new_name

p = Person("Taro")
print(p.get_name())  # "Taro"
p.set_name("Jiro")
print(p.get_name())  # "Jiro"

プロパティ（@property）

Pythonでは、@propertyデコレーターを使ってgetterとsetterを定義できます。これにより、メソッドを変数のように扱えます。

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.__name = name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self, new_name):
        if new_name:
            self.__name = new_name

p = Person("Taro")
print(p.name)  # "Taro"
p.name = "Jiro"
print(p.name)  # "Jiro"

@propertyを使うことで、外部からのアクセスは通常の変数のように見えますが、内部ではgetter/setterが動作しているため、データの制御が可能です。

名前マングリング

プライベート変数（__var）は名前マングリングにより、実際には_ClassName__varの形式になります。

class Test:
    def __init__(self):
        self.__secret = "秘密"

obj = Test()
print(dir(obj))  # ['_Test__secret', ...]
print(obj._Test__secret)  # "秘密"

このようにアクセスは可能ですが、慣例的に使用すべきではありません。

カプセル化の利点

カプセル化には以下の利点があります。

• データの保護: 外部からの不正な変更を防ぐ
• コードの保守性向上: 内部の実装を隠蔽し、変更に強い設計が可能
• 制約の設定: setterでバリデーションを行い、データの一貫性を保つ

例えば、年齢を負の値に設定できないようにすることができます。

class Person:
    def __init__(self, age):
        self.__age = max(0, age)

    @property
    def age(self):
        return self.__age

    @age.setter
    def age(self, new_age):
        if new_age >= 0:
            self.__age = new_age

p = Person(-5)
print(p.age)  # 0
p.age = 30
print(p.age)  # 30
p.age = -10  # 無視される
print(p.age)  # 30

このように、カプセル化を適切に活用することで、より安全なコードを記述できます。