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インターフェースとは?意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部


インターフェースとは

インターフェースとはオブジェクト指向プログラミングにおいて、クラスが実装すべきメソッドの仕様を定義する一種の型です。インターフェースは実装を含まず、メソッドのシグネチャ(名前、パラメータ、戻り値の型)のみを定義することによって、クラス間の一貫した通信方法を提供します。複数のクラスが同じインターフェースを実装することで、それらのクラスは異なる内部構造を持ちながらも同一の方法で操作できるようになります。

インターフェースの最大の特徴は「契約」としての役割を果たすことでしょう。クラスがインターフェースを実装する際、そのインターフェースが定義するすべてのメソッドを必ず実装しなければなりません。この仕組みによってプログラマは実装の詳細を気にすることなく、インターフェースが保証する機能だけに依存したコードを書くことができます。この原則は依存性逆転の原則(DIP)と呼ばれ、モジュール間の結合度を低下させるのに役立ちます。

多くのプログラミング言語ではインターフェースの多重継承が可能です。クラスが複数のインターフェースを同時に実装できることは、単一継承の制限がある言語において特に重要な機能となっています。例えばJavaでは、クラスは一つの親クラスしか継承できませんが、複数のインターフェースを実装することができるため、より柔軟な設計が可能になります。このような特性により、インターフェースはコードの再利用性と拡張性を高める重要な仕組みとなっています。

インターフェースと抽象クラスの比較

「インターフェースと抽象クラスの比較」に関して、以下を解説していきます。

  • インターフェースと抽象クラスの構造的違い
  • インターフェースと抽象クラスの使い分け

インターフェースと抽象クラスの構造的違い

インターフェースは実装を持たないメソッドの宣言のみを含む構造であり、全てのメンバーは暗黙的に抽象的かつpublicとなります。一方、抽象クラスは抽象メソッドと具体的な実装を持つメソッドの両方を含むことができ、様々なアクセス修飾子を使用してメンバーの可視性を制御することが可能です。この構造的な違いはコードの設計において重要な意味を持ち、インターフェースは「何をするか」という契約に焦点を当てているのに対し、抽象クラスは「何であるか」という概念と部分的な実装に焦点を当てています。

インターフェースと抽象クラスの最も顕著な違いは継承に関する点でしょう。多くのオブジェクト指向言語では単一継承の制約があるため、クラスは一つの抽象クラスしか継承できませんが、複数のインターフェースを同時に実装することができます。この特性によって、インターフェースはクラス階層に柔軟性をもたらし、異なる振る舞いを持つクラス間で共通の操作方法を提供することができるのです。このような理由から、コードの疎結合を促進するためにインターフェースが頻繁に使用されています。

インターフェース 抽象クラス 通常クラス
実装 持たない 部分的に持つ 全て持つ
継承 多重実装可能 単一継承のみ 単一継承のみ
メンバー変数 定数のみ 全種類可能 全種類可能
アクセス修飾子 全てpublic 任意指定可能 任意指定可能
インスタンス化 不可能 不可能 可能

インターフェースと抽象クラスの使い分け

インターフェースは異なるクラス間で共通の振る舞いを定義したい場合に最適であり、これらのクラスが異なる階層に属している場合でも利用できます。複数のクラスに同じ機能を持たせたいけれども、それらが同じ基底クラスから派生していない場合、インターフェースが適切な選択となります。また、将来的に実装が変更される可能性が高い場合にも、インターフェースを使用することでクライアントコードへの影響を最小限に抑えることができるでしょう。

一方、抽象クラスは関連性の高いクラス間で共通のコードを共有したい場合に適しています。複数のクラスで共通の実装が存在し、それらが明確な「is-a」関係を持つ場合には、抽象クラスがより効果的です。抽象クラスを使用することによって、共通のフィールドやメソッドの実装を一箇所にまとめることができ、コードの重複を避けながらも必要に応じて派生クラスでオーバーライドすることが可能になります。

インターフェース使用 抽象クラス使用 両方併用
適用場面 異なる階層のクラス 同一階層のクラス 複雑な設計
利点 柔軟性が高い コード再利用性 最大の柔軟性
関係性 can-do関係 is-a関係 両方を表現
設計思想 契約プログラミング テンプレートメソッド 複合パターン
進化性 変更影響が少ない 変更影響が大きい バランスの取れた進化

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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