【実際どうなの？】オブジェクト指向の”継承”は悪なのか？

オブジェクト指向は、2000年代頃から、またたく間に世に広まった、プログラミング開発手法です。

なかでも「継承」という技術は、拡張性や保守性の決め手となる、画期的な手法として、もてはやされました。

それが今や評価は反転。継承は使わないほうがよい、とさえ言われます。

なぜ、ここまで評価が変わってしまったのでしょう？

現実的に起こる問題をもとに、継承という技術とどう向き合うべきなのか、を考えてみましょう。

「継承」は何をもたらしたのか？

継承は、オブジェクト指向の中でも、最も象徴的な仕掛けです。コードの再利用性や拡張性の向上が図れると、大きな期待が持たれました。

継承という技術が、いったい何をもたらしたのか？具体的な題材で見てみましょう。

実際のサンプルを見てみよう

継承を簡単に説明すると、こうなります。

この親子関係を定義することで、コード再利用性や拡張性が向上する、と言われます。

実際のコードを見てみましょう。お絵描きアプリをJavaで実装します。

図形クラスが、継承のもととなる基底クラスです。描画メソッドを持っています。

// 図形クラス
class Shape {
    // 描画メソッド (抽象メソッド)
    abstract void draw();
}

三角形クラス、正方形クラス、円クラス。図形クラスを継承した、派生クラスです。描画メソッドをオーバーライドします。

// 三角形クラス
class Triangle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        ...
    }
}

// 正方形クラス
class Square extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        ...
    }
}

// 円クラス
class Circle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        ...
    }
}

これらのクラスを使う側は、複数の図形に対し、まとめて描画を指示します。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 図形オブジェクトのコレクションを作成
        List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

        // 三角形、正方形、円を生成してコレクションに格納
        shapes.add(new Triangle());
        shapes.add(new Square());
        shapes.add(new Circle());

        // コレクションの各要素について描画メソッドを呼び出し
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}

この仕掛けで、このようなことが実現できます。

三角形や円のオブジェクトが、「図形」という共通の特徴を、引き継いでいるわけですね。

継承がもたらすメリット

この図形クラスの定義がもたらすメリットは、次のとおり。

特に、インターフェースを共通化できる仕組みのことを、多態性（ポリモーフィズム）といいます。

再利用性、多態性、拡張性の向上が、多大な恩恵をもたらすとして、継承という機構が歓迎されたわけです。

継承の利用で、実際に起こる問題

大きな期待が寄せられた、継承という仕掛け。

継承を使ったオブジェクト指向プログラム開発が、次々と行われました。

しかし、いざ開発が進むと、当初は想定していなかった問題が、表面化したのです。

問題１：際限なく膨張する基底クラス

この図形クラス定義を、実装することを考えます。

さて、どこのクラスに、どう実装しましょうか？

…なんだか、あらゆる処理が、図形クラスに組み込まれていきます。

でも方針としては、おかしいことは何も言っていない。まあそういうものなのか。

ここで追加仕様の発生です。

さらに「画像クラス」を加えることになりました。図形クラスから継承しましょう。

でも、あれ？

いまの図形クラスの中身は、画像には殆ど関係ないものばかり。

それでも実装上、図形クラスから継承しないといけない。図形グループに加えて描画する必要あるからね。

しょうがない。

かくして、あらゆる処理が、ごった煮のように、図形クラスに実装されていきます。

図形クラスが、手に負えないほど肥大していくのです。

問題：基底クラスの実装が、際限なく肥大化していく

問題２：哲学的思想で混乱するクラス設計

さらに、追加仕様です。

「四角形」クラスと「楕円」クラスを追加することになりました。継承関係に、追加しましょう。

…ここでふと、考えます。

「正方形と四角形」、「円と楕円」、これ継承関係あるんでないの？

いや待てよ。逆なのか？

どっちが正しいんだ？開発メンバー間でも意見が分かれます。けんけんがくがく。

これ実は、円―楕円問題と言われる問題で、理屈上の正解はあります。

ただここで言いたいのは、なにが正解か、ではなく、もっと根底にある問題。

それは、クラスの継承関係を定義することは、かくも難しい、という現実です。

加えて

• このような困難な定義を、最初にしないといけない
• 一度決めると、後戻りが難しい

ということが、混迷に拍車をかけるのです。

問題：設計の根幹となる「継承関係」を、最初に定義しないといけない（そして後戻りが難しい）

継承は使わないべきなのか？

かくして、継承という技術には、様々な問題があることも浮き彫りとなりました。

時を経るにつれ、こんな意見が出始めます。

継承は悪だ！

継承なんて使うな！

でも、当初期待された効果も、なにかしらあるんじゃないか。

継承という技術と、実際どう付き合っていくべきなのか？その根底の考え方を深堀りします。

「継承」の根底にある問題

際限なく膨張する基底クラス。混乱を招くクラス構造。

そういった継承技術の、現実的な問題をまとめると、こうなります。

結局、継承で期待された「再利用性」や「拡張性」といった効果は、現実的にはこうなります。

継承は「事前に想定」していた再利用や拡張に対しては、有効に機能する

その想定がハマれば、継承の効果は絶大です。

ただやっぱり、最初からそうそう、将来のことを読み切れない。これも実情です。

継承を考えるときのガイドライン

継承を使うことは、絶対的な悪とはいえません。でも、むやみやたらに使うのも考え物。

これを踏まえると、現場目線での、現実的な答えは、こうなるでしょう。

再利用や拡張の用途が、限定できるのなら、継承は有効な手段たりうる

そうでなければ、継承はできれば使わないほうがいい

それでも継承を使おうと思うのなら…

先人の残した原理原則も参考にして、慎重に使いましょう。

継承を避けて進化するプログラミング言語

継承に期待される、主要な役割が、「多態性（ポリモーフィズム：Polymorphism）」です。

共通インターフェースを持たせようと、継承を使ったわけですが、様々な問題がつきまといます。

近年のプログラミング言語は、継承を使わずにポリモーフィズムを扱える仕掛けが、組み込まれています。

望ましいのは「インターフェースの継承」

Javaの発明者、James Gosling氏。かつての講演会における質疑応答で、このような言葉を残しています。 

継承には、

• 実装の継承
• インターフェースの継承

の２つの側面があります。

このうち、実現したいのは「インターフェースの継承」、つまりポリモーフィズムだけ。基底とか派生とか複雑な構造はいらない。

共通したインターフェースを持っていることを、宣言さえできればいい、というわけです。

Javaだと、interfaceという定義で、このように置き換えられます。

// 図形インターフェース
interface Shape {
    // 描画メソッド (抽象メソッド)
    void draw();
}

// 三角形クラス
class Triangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        ...
    }
}

// 正方形クラス
class Square implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        ...
    }
}

// 円クラス
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        ...
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 図形オブジェクトのコレクションを作成
        List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

        // 三角形、正方形、円を生成してコレクションに格納
        shapes.add(new Triangle());
        shapes.add(new Square());
        shapes.add(new Circle());

        // コレクションの各要素について描画メソッドを呼び出し
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}

Shapeインターフェースは、あくまでメソッド定義だけ。実装を持てません。

実装継承を許容しないことで、問題を回避するのです。

様々な言語でのポリモーフィズム

近年の各種言語は、継承を使わずポリモーフィズムを実現するよう改良されています。

一例を紹介しましょう。

特に、GoやRustなど、近年登場した言語では、継承という仕掛け自体を、廃止しています。

プログラミング言語全体が、継承が持つ複雑性を回避し、より簡素化する方向に進んでいると言えるでしょう。

まとめ

オブジェクト指向が普及した当時は、「現実の世界をそのままクラスで表現する」なんて、崇高な理想がありました。

そして、継承という技術も、「世界はどのような構成であるべきか」なんて、壮大な議論がされがちでした。

いまとなっては、そのような神話めいた話には、非現実感が漂います。

いま大事なこと。それは、必要なことを、シンプルに、最小限に実現すること。

世界の有り様なんていう、壮大な問題を考える必要は、ないのですよ。

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