ポリモーフィズム超入門：プログラミングを変える「多様性」とは？メリットも解説

はじめに：コードをもっと柔軟にする魔法？

プログラミングの世界には、コードをよりしなやかで効率的にするための様々な考え方があります。その中でも、オブジェクト指向プログラミングを学ぶ上で欠かせないのが「ポリモーフィズム」です。「多様性」や「多態性」と訳されるこの概念、一体どのようなものなのでしょうか？

この記事では、特にプログラミング初心者の方に向けて、以下の点を分かりやすく解説します。

• ポリモーフィズムって、そもそもどういう意味？
• なぜプログラミングで重要視されるの？
• ポリモーフィズムを使うと、どんないいことがあるの？

「難しそう…」と感じる方もご安心ください。身近なたとえ話を交えながら、ポリモーフィズムの基本的な考え方とそのメリットを紐解いていきましょう。

ポリモーフィズムって何？基本的な意味

まずは「ポリモーフィズム」という言葉の意味から見ていきましょう。

言葉の意味：「多くの形を持つ」ということ

ポリモーフィズム（Polymorphism）は、ギリシャ語の「ポリ（Poly：多くの）」と「モルフ（Morph：形）」が組み合わさった言葉。文字通り「多くの形を持つ」という意味です。

プログラミングにおいては、「同じ指示（メッセージ）を送っても、受け取るオブジェクトの種類によって、その振る舞い（実際の動作）が変わる」性質を指します。

ちょっとイメージしにくいかもしれませんね。例えば、「音を出す」という指示を考えてみましょう。

• スマートフォンに「音を出す」と指示すれば、着信音や音楽が鳴ります。
• 犬に「音を出す」と指示すれば、「ワン！」と吠えます。
• 楽器（例えばピアノ）に「音を出す」と指示すれば、鍵盤に応じた音が鳴ります。

このように、「音を出す」という同じ指示に対して、対象（スマートフォン、犬、ピアノ）が異なれば、結果として現れる「音」は全く異なります。これがポリモーフィズムの基本的なイメージです。

プログラムの世界でも、同じメソッド（命令）を呼び出しても、オブジェクトの種類によって実行される処理内容が変わる、ということが起こるのです。

オブジェクト指向におけるポリモーフィズムの位置づけ

ポリモーフィズムは、オブジェクト指向プログラミング（OOP）という考え方の、非常に重要な要素の一つです。オブジェクト指向は、現実世界のモノのように「データ」と「それを操作する手順」をセットで扱う考え方で、主に以下の3つの柱で成り立っています。

1. カプセル化: 関連するデータと手続きをまとめ、内部を隠すこと。
2. 継承: あるクラスの性質を別のクラスが受け継ぐこと。
3. ポリモーフィズム: 同じ指示で、異なる振る舞いをさせること。

ポリモーフィズムは、特にプログラムの柔軟性と拡張性を高める上で、なくてはならない考え方とされています。

なぜポリモーフィズムが必要なの？コードが柔軟になる理由

では、なぜこの「多様性」がプログラミングで重宝されるのでしょうか？それは、ポリモーフィズムを使うことで、プログラムがシンプルになり、変化に強くなるからです。

もしポリモーフィズムがなかったらどうなるか、簡単な例で考えてみましょう。色々な種類の図形（円、四角形、三角形…）を描くプログラムを作るとします。

• ポリモーフィズムがない場合： プログラムは、描きたい図形の種類を一つ一つチェックする必要があります。

  もし図形が「円」なら、円を描く処理を実行
  もし図形が「四角形」なら、四角形を描く処理を実行
  もし図形が「三角形」なら、三角形を描く処理を実行
  // 新しい図形「星形」を追加する場合、ここに「もし星形なら…」を追加する必要がある
  

  このように、図形の種類が増えるたびに、if文のような条件分岐をどんどん追加していかなければなりません。コードは長くなり、新しい図形を追加するたびに、この条件分岐の部分を修正する必要が出てきて、非常に手間がかかります。

• ポリモーフィズムがある場合

  • すべての図形オブジェクトに共通の「描画する」という指示（メソッド）を用意しておきます。円も四角形も三角形も、みんな「描画する」という指示に応えられるようにしておきます（具体的な描き方はそれぞれ違います）。 プログラムは、どんな種類の図形オブジェクトに対しても、ただ

    図形オブジェクト.描画する()
    

    と指示を送るだけです。すると、オブジェクトが円なら円の描き方で、四角形なら四角形の描き方で、オブジェクト自身が自分の描き方を知っているので、自動的に適切な処理が実行されます。 新しい図形「星形」を追加したくなっても、「星形」オブジェクトに「描画する」メソッドを用意しさえすれば、指示を出す側のコードは一切変更する必要がありません。

このように、ポリモーフィズムを利用すると、指示を出す側は、相手が具体的にどの種類のオブジェクトなのかをいちいち気にする必要がなくなります。これにより、コードがすっきりし、将来的な変更や機能追加が格段に楽になるのです。

ポリモーフィズムの嬉しいメリット４選

ポリモーフィズムをうまく使うことで、具体的に以下のようなメリットが生まれます。

1. コードがスッキリ！簡潔になる

   • オブジェクトの種類ごとの条件分岐（if文など）が大幅に減り、共通のインターフェース（操作方法）で様々なオブジェクトを扱えるようになります。結果として、コードが短く、シンプルで読みやすくなります。

2. 機能追加が楽に！拡張性が高い

   • 新しい種類のオブジェクト（先の例で言えば新しい図形）を追加する必要が出た場合でも、既存の指示を出す側のコードを変更する必要がほとんどありません。新しいオブジェクトに必要な機能（メソッド）を実装するだけで対応できるため、システムの変更や機能追加が非常に容易になります。

3. 同じコードを使いまわせる！再利用性が向上

   • 「描画する」「音を出す」といった共通の操作を定義しておけば、それを様々な種類のオブジェクトで使い回すことができます。一度書いたロジックを、異なる文脈で再利用しやすくなるため、開発の効率が上がります。

4. 修正しやすい！保守性がアップ

   • もし「円の描き方」だけを修正したい場合、円クラスの「描画する」メソッドだけを修正すれば済みます。他の図形の描画処理や、指示を出す側のコードに影響を与える可能性が低くなります。変更の影響範囲が限定されるため、バグの修正や仕様変更への対応がしやすくなります。

まとめ：ポリモーフィズムは「柔軟性」の鍵

今回の記事では、ポリモーフィズムの基本的な考え方とそのメリットについて解説しました。

• ポリモーフィズムとは「多様性」を意味し、同じ指示でも対象によって振る舞いが変わる性質のこと。
• オブジェクト指向の重要な概念であり、プログラムを柔軟で変更に強くするために不可欠。
• 主なメリットとして、コードの簡潔化、拡張性・再利用性・保守性の向上が挙げられる。
• 条件分岐を減らし、オブジェクト自身に振る舞いを任せることで、シンプルで美しいコードを実現できる。

ポリモーフィズムは、オブジェクト指向プログラミングの強力な武器の一つです。この基本概念を理解することで、より効率的でメンテナンスしやすいコードを書くための一歩を踏み出すことができます。

次の記事では、「では、具体的にどうやってポリモーフィズムを実現するのか？」という疑問に答えるため、ポリモーフィズムの仕組み（継承、オーバーライド、インターフェースなど）や、実際のコード例、そして利用する上での注意点について詳しく解説していきます。