Object-oriented Programming / Exception handling

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Object-oriented Programming(OOP) /Object-oriented Programming(OOP) /
Exception handlingException handling

2
OutlineOutline
1. 0. Object-oriented Programming
- What is OOP?- What is OOP?
1. 1.1. 1. Features of OOPFeatures of OOP
- Inheritance(- Inheritance(継承継承))
- Polymorphism(- Polymorphism(多態性多態性))
- Dynamic binding(- Dynamic binding(動的束縛動的束縛))
- Encapsulation(- Encapsulation(カプセル化カプセル化))
1. 2.1. 2. Exception handlingException handling
1. 3.1. 3. AppendixAppendix

3
IntroductionIntroduction
Object-oriented Programming (OOP)Object-oriented Programming (OOP)::
a programming paradigm that representsa programming paradigm that represents
concepts as "concepts as "objectsobjects" that have data fields" that have data fields
((attributesattributes that describe the object) andthat describe the object) and
associated procedures known asassociated procedures known as methodsmethods..
(from Wikipedia “Object-oriented programming” (at 2013/05/11))(from Wikipedia “Object-oriented programming” (at 2013/05/11))

属性属性ととメソッドメソッドからなるからなるオブジェクトオブジェクトで概念を表現で概念を表現

オブジェクト間のオブジェクト間の相互作用相互作用としてプログラムを実装としてプログラムを実装

多くのプログラミング言語では、オブジェクトは多くのプログラミング言語では、オブジェクトはクラスクラスのの
インスタンスインスタンスとして実装として実装
message
message
object A:
m1
m2
a2
a1
object B:
m1
m2
a2
a1

4
OOP vs Structured ProgrammingOOP vs Structured Programming

Structured Programming Language(like C, php, ...)Structured Programming Language(like C, php, ...)

OOP Language(like Java, Python, ...)OOP Language(like Java, Python, ...)
data1:
............
............
f1
data2:
............
............
f0
f2
int main()
O1
O0
O2
data is recorded as
attribute inside object
O3

5
Class definition in PythonClass definition in Python

右のコードでは、クラス右のコードでは、クラス
dogdogを定義を定義

__init____init__は特殊なメソッドは特殊なメソッド
で、クラスのインスタンスで、クラスのインスタンス
が生成されるときに呼ばれが生成されるときに呼ばれ
るる((constructor))。。

PythonPythonでは、メソッドのでは、メソッドの
引数の最初は必ず引数の最初は必ずselfselfで、で、
selfselfはそのインスタンス自はそのインスタンス自
身身(momo(momoなどなど))を表す特殊を表す特殊
な引数。な引数。

ここでは、ここでは、momo, kuromomo, kuroはは
クラスクラスdogdogののinstance。
classclass dog(object):dog(object):
# constructor# constructor
defdef __init____init__(self, name):(self, name):
self.name = nameself.name = name
# deconstructor# deconstructor
defdef __del____del__(self):(self):
passpass
defdef getNamegetName(self):(self):
print “this is “ + self.nameprint “this is “ + self.name
>>> momo = dog(“Momo”)>>> momo = dog(“Momo”)
>>> momo.getName()>>> momo.getName()
this is Momothis is Momo
>>> kuro = dog(“Kuro”)>>> kuro = dog(“Kuro”)
>>> kuro.getName()>>> kuro.getName()
this is Kurothis is Kuro

6
OutlineOutline
1. 0.1. 0. Object-oriented ProgrammingObject-oriented Programming
1. 1. Features of OOP

7
Inheritance(Inheritance(継承継承))

既存のクラスにメソッドを付け足したり、メソッドの動作既存のクラスにメソッドを付け足したり、メソッドの動作
を書き換えたりを書き換えたり((override))した新しいクラスを作成した新しいクラスを作成

コードをコピーして別のクラスを作るよりも、コードをコピーして別のクラスを作るよりも、

コードが短くなるコードが短くなる

コードのメンテナンスが簡単になるコードのメンテナンスが簡単になる

コードを理解しやすくなるコードを理解しやすくなる

自作のクラスだけでなく、プログラミング言語に組み込ま自作のクラスだけでなく、プログラミング言語に組み込ま
れているクラスも継承可能れているクラスも継承可能

言語によっては、複数のクラスを継承することも可能言語によっては、複数のクラスを継承することも可能
((多重継承))

8

「モモ」は柴犬、「クロ」「モモ」は柴犬、「クロ」
はレトリーバーとすると、はレトリーバーとすると、
「モモ」はクラス「モモ」はクラスshibashiba
の、「クロ」はクラスの、「クロ」はクラス
retrieverretrieverのインスタンスのインスタンス

shibashibaももretrieverretrieverももdogdogのの
一種一種
classclass dog(object):dog(object):
# constructor# constructor
self.name = nameself.name = name
defdef getNamegetName(self):(self):
print “this is “ + self.nameprint “this is “ + self.name
classclass shiba(dog):shiba(dog):
self.name = name + “(s)”self.name = name + “(s)”
classclass retriever(dog):retriever(dog):
passpass
>>> momo = shiba(“Momo”)>>> momo = shiba(“Momo”)
this is Momo(s)this is Momo(s)
>>> kuro = retriever(“Kuro”)>>> kuro = retriever(“Kuro”)
dog
shiba retriever
object
momo kuro

9

「モモ」と「クロ」の子ど「モモ」と「クロ」の子ど
も「ポチ」は雑種も「ポチ」は雑種ZZ。。

多重継承を使えば、雑種も多重継承を使えば、雑種も
表現可能。表現可能。
classclass shiba(dog):shiba(dog):
self.name = name + “(s)”self.name = name + “(s)”
classclass retriever(dog):retriever(dog):
passpass
classclass Z(shiba, retriever):Z(shiba, retriever):
passpass
>>> momo = shiba(“Momo”)>>> momo = shiba(“Momo”)
this is Momo(s)this is Momo(s)
>>> kuro = retriever(“Kuro”)>>> kuro = retriever(“Kuro”)
>>> pochi = Z(“Pochi”)>>> pochi = Z(“Pochi”)
>>> pochi.getName()>>> pochi.getName()
this is Pochi(s)this is Pochi(s)
dog
shibainu retriever
object
momo kuroZ
pochi

1
0
Polymorphism(Polymorphism(多態性多態性,,多相性多相性))

CC言語のようなオブジェクトの概念がない言語では、例え言語のようなオブジェクトの概念がない言語では、例え
ば各種の型の変数を文字列に変換したいとき、ば各種の型の変数を文字列に変換したいとき、
IntToString()IntToString()ややFloatToString()FloatToString()のように、型によって関のように、型によって関
数を使い分けなければいけない数を使い分けなければいけない((同じ名前の関数を複数定義同じ名前の関数を複数定義
することができないすることができない))。。

オブジェクト指向であれば、オブジェクトごとに同じ名前オブジェクト指向であれば、オブジェクトごとに同じ名前
のメソッドが定義できるので、同じのメソッドが定義できるので、同じ((類似の類似の))操作を行うた操作を行うた
めにめに統一的な名称統一的な名称を用いることができる。を用いることができる。

あくまで、同じ名前を使えるのでコーディング効率が上があくまで、同じ名前を使えるのでコーディング効率が上が
るというだけの話。当然、るというだけの話。当然、実装はオブジェクト毎実装はオブジェクト毎に別個にに別個に
しなければならない。しなければならない。

1
1
Polymorphism(Polymorphism(多態性多態性,,多相性多相性))
classclass yukirin(object):yukirin(object):
defdef catchphrasecatchphrase(self):(self):
return “return “寝ても覚めてもゆきりんワールド寝ても覚めてもゆきりんワールド!”!”
classclass mayuyu(object):mayuyu(object):
defdef catchphrasecatchphrase(self):(self):
return “return “み～んなの目線を、いただきまゆゆ～♪”み～んなの目線を、いただきまゆゆ～♪”
>>> m = mayuyu()>>> m = mayuyu()
>>> y = yukirin()>>> y = yukirin()
>>> #>>> # 相手がゆきりんでもまゆゆでも同じメソッドを呼べば相手がゆきりんでもまゆゆでも同じメソッドを呼べばOK!OK!
>>> m.catchphrase()>>> m.catchphrase()
>>> y.catchphrase()>>> y.catchphrase()

1
2
Dynamic binding(Dynamic binding(動的束縛動的束縛))

コンパイルを行わないインタプリタ型言語の場合、事前にコンパイルを行わないインタプリタ型言語の場合、事前に
プログラムの正しさをチェックせず、いきなり実行する。プログラムの正しさをチェックせず、いきなり実行する。

そのため実行する段階で初めて、変数の型やオブジェクトそのため実行する段階で初めて、変数の型やオブジェクト
が確定するが確定する((動的型付け))。。

PolymorphismPolymorphismによりメソッドに統一的な名称を使えるのによりメソッドに統一的な名称を使えるの
で、変数の型が確定しなくても、オブジェクトが必要なメで、変数の型が確定しなくても、オブジェクトが必要なメ
ソッドを持ってさえいれば、関数を書くことができる。ソッドを持ってさえいれば、関数を書くことができる。

1
3
Dynamic binding(Dynamic binding(動的束縛動的束縛))
# member# memberにどんなオブジェクトが渡されるかは不明だが、にどんなオブジェクトが渡されるかは不明だが、
# catchphrase# catchphraseというメソッドを持ってさえいれば、適切に対応できる。というメソッドを持ってさえいれば、適切に対応できる。
defdef print_catchphraseprint_catchphrase(member):(member):
return member.catchphrase()return member.catchphrase()
>>> m = mayuyu()>>> m = mayuyu()
>>> print_catchphrase(m)>>> print_catchphrase(m)
((省略省略))
>>> m = mariko()>>> m = mariko()
((省略省略))
>>> m = momokuro()>>> m = momokuro()
今、会えるアイドル、週末ヒロイン。今、会えるアイドル、週末ヒロイン。

1
4
Encapsulation(Encapsulation(カプセル化カプセル化))

オブジェクトが持つ属性やメソッドに、外部からのアクセオブジェクトが持つ属性やメソッドに、外部からのアクセ
スを許可するかを設定。スを許可するかを設定。

多くの言語では、多くの言語では、public, protected, privatepublic, protected, privateのの33段階。段階。
public::
オブジェクトの外部からアクセス可能。オブジェクトの外部からアクセス可能。
protected::
オブジェクト自身と、自身を継承したオブジェクトからのオブジェクト自身と、自身を継承したオブジェクトからの
みアクセス可能。みアクセス可能。
private::
オブジェクト自身オブジェクト自身((内部内部))からのみアクセス可能。からのみアクセス可能。

PythonPythonでは、では、_(underscore)_(underscore)で始まるメソッド・属性はで始まるメソッド・属性は
private(private(ということになっているということになっている))。。__(underscore*2)__(underscore*2)でで
始まるメソッド・属性は始まるメソッド・属性は((建前上建前上))子クラスからアクセスで子クラスからアクセスで
きなくなるきなくなる(Python(Pythonのカプセル化は不十分ともいえるのカプセル化は不十分ともいえる))。。

1
5
OutlineOutline
1. 2. Exception handling

1
6
Exception handling(Exception handling(例外処理例外処理))

Which do you like when you handling errors?Which do you like when you handling errors?
defdef divdiv(a, b):(a, b):
ifif b == 0:b == 0:
raiseraise ZeroDivisionErrorZeroDivisionError
elseelse::
returnreturn a / ba / b
defdef testtest(a, b):(a, b):
trytry::
print div(a, b)print div(a, b)
exceptexcept ZeroDivisionError:ZeroDivisionError:
print "divided by zero!"print "divided by zero!"
>>> test(4, 2)>>> test(4, 2)
22
>>> test(4, 0)>>> test(4, 0)
divided by zero!divided by zero!
defdef divdiv(a, b):(a, b):
ifif b == 0:b == 0:
returnreturn 00
elseelse::
returnreturn a / ba / b
v = div(a, b)v = div(a, b)
ifif v == 0v == 0 andand a != 0:a != 0:
print “divided by zero!”print “divided by zero!”
elseelse::
print vprint v
>>> test(4, 2)>>> test(4, 2)
22
>>> test(4, 0)>>> test(4, 0)

1
7

エラー処理をどうするかエラー処理をどうするか??

想定されうるエラーに想定されうるエラーに
対して条件分岐で記述対して条件分岐で記述

特定の範囲で発生した特定の範囲で発生した
例外を捕捉を捕捉

Java: catch, throwJava: catch, throw
Python: except, raisePython: except, raise

エラー処理以外にも例外処エラー処理以外にも例外処
理を活用すると、理を活用すると、素敵な素敵なププ
ログラムを作成可能ログラムを作成可能((後述後述))
trytry::
print a / bprint a / b
exceptexcept ZeroDivisionError:ZeroDivisionError:
print "divided by zero!"print "divided by zero!"
exceptexcept Exception:Exception:
print "embed exception"print "embed exception"
exceptexcept::
print "other exception"print "other exception"
elseelse::
print "no exception"print "no exception"
finallyfinally::
print "finally executed"print "finally executed"
>>> test(4, 2)>>> test(4, 2)
22
no exceptionno exception
finally executedfinally executed
>>> test(4, 0)>>> test(4, 0)
finally executedfinally executed

1
8

例外を自作することも可能例外を自作することも可能

すべての例外はクラスすべての例外はクラス
BaseExceptionBaseExceptionから派生から派生

実際は、クラス実際は、クラスExceptionException
からの派生が推奨からの派生が推奨

instanceinstanceををraiseraiseすることすること
も可能も可能
classclass MyError(Exception):MyError(Exception):
passpass
classclass MyError2(MyError):MyError2(MyError):
defdef __init____init__(self, message):(self, message):
self.message = messageself.message = message
defdef msgmsg():():
returnreturn self.messageself.message
defdef testtest(a):(a):
trytry::
ifif a == 0:a == 0:
raiseraise MyErrorMyError
elseelse::
raiseraise MyError2(“aaa”)MyError2(“aaa”)
exceptexcept MyError2MyError2 asas e:e:
print e.msg()print e.msg()
exceptexcept MyError:MyError:
print "myerror!"print "myerror!"
>>> test(0)>>> test(0)
>>> test(1)>>> test(1)

1
9

assertassert文文:: 主に主にdebugdebug用用
偽の式が渡されると、偽の式が渡されると、
AssertionErrorAssertionError例外を発生例外を発生

withwith文文: __enter__,: __enter__,
__exit____exit__の呼び出しを一括の呼び出しを一括
して担当。これらが定義さして担当。これらが定義さ
れていれば、コードを簡潔れていれば、コードを簡潔
に記述可能に記述可能
>>>>>> assertassert 0 == 00 == 0
>>>>>> assertassert 0 == 10 == 1
AssertionErrorAssertionError
## 下記の下記の22つは等価つは等価
withwith open('tmp.txt')open('tmp.txt') asas f:f:
print(f.read())print(f.read())
f = open('tmp.txt').__enter__()f = open('tmp.txt').__enter__()
trytry::
print(f.read())print(f.read())
finallyfinally::
f.__exit__()f.__exit__()

2
0
OutlineOutline
1. 3. Appendix

2
1
Appendix: ExerciseAppendix: Exercise

課題課題:: 連結リストの実装連結リストの実装

メソッドと特殊メソッドの実装メソッドと特殊メソッドの実装
__init__, pop, append__init__, pop, appendなどから始めるのが楽などから始めるのが楽

MyLinkedListMyLinkedListををqsortqsortで整列する処理を実装で整列する処理を実装

MyLinkedListMyLinkedListを両方向リストへ拡張するを両方向リストへ拡張する

下記のコマンドでエラーが出なくなれば下記のコマンドでエラーが出なくなればOKOK
$ ipython linkedlist.py$ ipython linkedlist.py
$ ipython test.py$ ipython test.py

2
2
Appendix: str and unicodeAppendix: str and unicode

Python2Python2の文字列についての文字列について

「普通」の文字列は「普通」の文字列はstrstr型型

u”aaa”u”aaa”という文字列はという文字列は
unicodeunicode型型

strstr型は、文字コード型は、文字コード
(encoding)(encoding)ががUTF-8UTF-8以外以外
ののEUC-JPEUC-JPややShift_JISShift_JISであであ
ることがあるることがある

strstr型への変換型への変換(encode)(encode)やや
strstr型からの変換型からの変換(decode)(decode)
のときはのときはencodingencodingを指定を指定
>>> “>>> “あああ”あああ”.decode('utf-8').decode('utf-8')
>>> “>>> “あああ”あああ”.decode('euc-jp').decode('euc-jp')
UnicodeDecodeErrorUnicodeDecodeError
>>> u”>>> u”あああ”あああ”.encode('utf-8').encode('utf-8')
>>> u”>>> u”あああ”あああ”.encode('euc-jp').encode('euc-jp')
>>> “>>> “あああ”あああ”.encode('utf-8').encode('utf-8')
UnicodeEncodeErrorUnicodeEncodeError
>>> “>>> “あああ”あああ”.encode('euc-jp').encode('euc-jp')
UnicodeEncodeErrorUnicodeEncodeError
unicode型 str型
encode
decode

2
3
Appendix: Exception handlingAppendix: Exception handling

「素敵な」プログラムの例「素敵な」プログラムの例
「文字列エンコード「文字列エンコード « python« python練習帳」練習帳」
http://php6.jp/python/2011/01/13/encoding/
defdef getEncodinggetEncoding(str):(str):
forfor ee inin ['utf-8', 'shift-jis', 'euc-jp']:['utf-8', 'shift-jis', 'euc-jp']:
trytry::
str.decode(e)str.decode(e)
returnreturn ee
exceptexcept::
passpass
returnreturn NoneNone
>>> getEncoding(">>> getEncoding("ああああああ")")
euc-jp (when src is encoded by euc-jp)euc-jp (when src is encoded by euc-jp)
>>> getEncoding(u">>> getEncoding(u"ああああああ".encode('utf-8'))".encode('utf-8'))
utf-8utf-8

2
4
Appendix: I don't like Python-san.Appendix: I don't like Python-san.

△ 文字コード周り文字コード周り((日本語処理周り日本語処理周り))が複雑が複雑

△ コーディングスタイルが束縛されるコーディングスタイルが束縛される
((機械的なルールが見やすいコードを作るとは限らない機械的なルールが見やすいコードを作るとは限らない))

△ 簡潔さを追求した結果の分かりにくい構文簡潔さを追求した結果の分かりにくい構文

△ 例外処理を「活用」した不思議なコードの存在

△ C++などのツンデレ系言語やphpのようなデレデレ系
言語との隔絶の大きさ(デレの部分がない!)

△ 蛇が可愛くない蛇が可愛くない

○ 研究に必要なライブラリが充実研究に必要なライブラリが充実((自然言語処理自然言語処理etc.)etc.)
((というか、というか、PythonPython用のライブラリしかない場合が多い用のライブラリしかない場合が多い))
⇨ 苦手な人は頑張りましょう苦手な人は頑張りましょう(--;(--;
fin
(Special Thanks to Y. Takahashi)(Special Thanks to Y. Takahashi)

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