作成日 2007/8/12
インスタンススコープの属性とクラススコープの属性
UML（※１）のクラス図では、クラスの属性はいろいろな点から分類することが出来るのですが、データの持ち方と言う点から分類する（※２）と、２つに分けることが出来ます。
１つがインスタンススコープの属性で、もう一つがクラススコープの属性です。
このページではインスタンススコープの属性とクラススコープの属性の特徴、違いを説明し、どのような箇所で使用されているか（※３）を説明します。
※１：UMLのバージョンは2.0とします。
図１ クラス図
クラスとオブジェクト 3.具体例１（電話帳の例） 」の図１と図２を見てください。
※１：インスタンススコープの属性と、クラススコープの属性を対比して書かないとわかりずらいか…。
これもまた、とりあえず、図２のクラス図（図１と同じ図です）を見てください。
図２ クラス図（※１）
図３ 電話番号のデータとデータ数（※１）
※１：ここでは、インスタンスのデータ数をクラススコープの属性として定義しました。しかし、これは例としてあげたのであって、実際の設計において、インスタンスのデータ数を常にクラススコープの属性として持たせるとは限りません。クラススコープの属性としてしまうと、確かにクラスのインスタンスの数を管理できますが、実際には1年1組の児童の電話帳データ数、1年2組の児童の電話帳データ数のように、何かでグループ分けした中でのデータ数は管理することが出来ません。
クラススコープの属性が使用される例としては、まずは、GoFのデザインパターン の一つであるシングルトンパターン でしょうか。
※１：例えば、
フライウェイトパターン 。他は…、知らない。
※２：ファイルから読み込むのではなく、RDB(リレーショナルデータベース)から読み込んだり、どこかのリソースから読まずにプログラムに直接、値を書いてしまう方法もあります。
Java 、C++ 、VBA です。■Javaの場合（動作確認環境：JRE1.6）
電話帳クラス（ファイル名：TelephoneBook.java）
/** 電話帳クラス。1件分のデータを保持します。 */
public class TelephoneBook {
/** 名前 */
private String name ;
/** 電話番号 */
private String number ;
/** データ数 */
private static int dataCount = 0;
/***
* コンストラクタ
*/
public TelephoneBook(){
dataCount ++;
}
/**
* 名前を返します。
* @return 名前
*/
public String getName() {
return name ;
}
/**
* 名前を設定します。
* @param name 設定する名前
*/
public void setName(String name) {
this .name = name;
}
/**
* 電話番号を返します。
* @return 電話番号
*/
public String getNumber() {
return number ;
}
/**
* 電話番号を設定します。
* @param number 設定する電話番号
*/
public void setNumber(String number) {
this .number = number;
}
/**
* データ数を返します。
* @return データ数
*/
public static int getDataCount() {
return dataCount ;
}
}
※このソースだと、データ数が増えるだけで、減ることがありません。本来は不具合なのですが、これはサンプルなので許してください。
電話帳オブジェクトを生成して表示してみるサンプル（ファイル名：Main.java）
import java.util.ArrayList;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// オブジェクト作成
ArrayList<TelephoneBook> teleBook = new ArrayList<TelephoneBook>();
TelephoneBook obj = null ;
obj = new TelephoneBook();
obj.setName("山田 太郎" );
obj.setNumber("01-2345-6789" );
teleBook.add(obj);
System.out .println("データ数:" + TelephoneBook.getDataCount());
obj = new TelephoneBook();
obj.setName("上野 花子" );
obj.setNumber("03-0303-9999" );
teleBook.add(obj);
System.out .println("データ数:" + TelephoneBook.getDataCount());
obj = new TelephoneBook();
obj.setName("だるま 太郎" );
obj.setNumber("04-000-1234" );
teleBook.add(obj);
System.out .println("データ数:" + TelephoneBook.getDataCount());
}
}
実行結果（標準出力）
■C++の場合（動作確認環境：OS：Windows 7 , コンパイラ：VC++ 2010のcl.exe ）
電話帳クラスの定義（ファイル名：TelephoneBook.h）
/**
* @file
*/
#ifndef TELEPHONEBOOK_H_
#define TELEPHONEBOOK_H_
#include <string>
/// @brief 電話帳クラス。1件分のデータを保持します。
class TelephoneBook {
private :
std::string name ; ///< @brief 名前
std::string number ; ///< @brief 電話番号
static int dataCount ;///< @brief データ数
public :
/// @brief コンストラクタ
TelephoneBook ();
/// @brief コピーコンストラクタ
TelephoneBook (const TelephoneBook & other);
/// @brief デストラクタ
virtual ~TelephoneBook ();
/// @brief 名前を返します。 @return 名前
std::string getName () const ;
/// @brief 名前を設定します。 @param [in] name 設定する名前
void setName (const std::string & name);
/// @brief 電話番号を返します。 @return 電話番号
std::string getNumber () const ;
/// @brief 名前を電話番号します。 @param [in] name 設定する電話番号
void setNumber (const std::string & number);
/// @brief データ数を返します。 @return データ数
static int getDataCount ();
};
#endif /* TELEPHONEBOOK_H_ */
電話帳クラスの関数の定義（ファイル名：TelephoneBook.cpp）
#include "TelephoneBook.h"
using namespace std;
int TelephoneBook::dataCount = 0;
TelephoneBook::TelephoneBook () {
dataCount ++;
}
TelephoneBook::TelephoneBook (const TelephoneBook & other) {
dataCount ++;
*this = other;
}
TelephoneBook::~TelephoneBook () {
dataCount --;
}
string TelephoneBook::getName () const {
return name ;
}
void TelephoneBook::setName (const string & name) {
this ->name = name;
}
string TelephoneBook::getNumber () const {
return number ;
}
void TelephoneBook::setNumber (const string & number) {
this ->number = number;
}
int TelephoneBook::getDataCount () {
return dataCount ;
}
※上記の場合、関数定義をヘッダーファイルで行い、インライン関数にした方が効率が良さそうですが、今回はそういうことはしていません。
電話帳オブジェクトを生成して表示してみるサンプル（ファイル名：Main.cpp）
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include "TelephoneBook.h"
using namespace std;
int main () {
vector <TelephoneBook > teleBook;
TelephoneBook obj;
cout << "データ数:" << TelephoneBook ::getDataCount () << endl;
obj.setName("山田 太郎" );
obj.setNumber("01-2345-6789" );
teleBook.push_back(obj);
cout << "データ数:" << TelephoneBook ::getDataCount () << endl;
obj.setName("上野 花子" );
obj.setNumber("03-0303-9999" );
teleBook.push_back(obj);
cout << "データ数:" << TelephoneBook ::getDataCount () << endl;
obj.setName("だるま 太郎" );
obj.setNumber("04-000-1234" );
teleBook.push_back(obj);
cout << "データ数:" << TelephoneBook ::getDataCount () << endl;
return 0;
}
※注意：C++のstd::vectorのpush_back関数は、オブジェクトへの参照を配列に追加するのではなく、実体をコピーします。
なので、push_backするたびに、データ数が増えます。
実行結果（標準出力）
データ数:1
データ数:2
データ数:3
データ数:4
■VBAの場合（動作確認環境：VBA 6.0 ）
電話帳クラス（モジュール名：TelephoneBook（クラスモジュール））
''
' 電話帳クラス。クラススコープの属性と操作を定義します。
Option Explicit
'' データ数
Private m_dataCount As Integer
''
' データ数を返します。
' @return データ数
Public Property Get dataCount() As Integer
dataCount = m_dataCount
End Property
''
' データ数を1増やします
Public Sub addDataCount()
m_dataCount = m_dataCount + 1
End Sub
''
' データ数を1減らします
Public Sub removeDataCount()
m_dataCount = m_dataCount - 1
End Sub
※VBAではクラスモジュール内に定義した属性や関数はすべてインスタンススコープの属性・関数になります。
クラススコープの属性や関数は定義できません。なので、標準モジュールに定義することになります。
電話帳クラス（モジュール名：TelephoneBook（クラスモジュール））
''
' 電話帳クラス。1件分のデータを保持します。
Option Explicit
'' 名前
Private m_name As String
'' 電話番号
Private m_number As String
''
' オブジェクト生成時に呼び出されます。
Private Sub Class_Initialize()
Call stTelephoneBook.addDataCount
End Sub
''
' オブジェクト解放時に呼び出されます。
Private Sub Class_Terminate()
Call stTelephoneBook.removeDataCount
End Sub
''
' 名前を返します。
' @return 名前
Public Property Get name() As String
name = m_name
End Property
''
' 名前を設定します。
' @param newName 設定する名前
Public Property Let name(ByVal newName As String )
m_name = newName
End Property
''
' 電話番号を返します。
' @return 電話番号
Public Property Get number() As String
number = m_number
End Property
''
' 電話番号を設定します。
' @param newNumber 設定する電話番号
Public Property Let number(ByVal newNumber As String )
m_number = newNumber
End Property
電話帳オブジェクトを生成して表示してみるサンプル（ファイル名：Main（標準モジュール））
Option Explicit
Sub main()
Dim teleBook As New Collection
Dim i As Integer
Dim obj As TelephoneBook
Set obj = New TelephoneBook
obj.name = "山田 太郎"
obj.number = "01-2345-6789"
Call teleBook.Add(obj)
Debug.Print "データ数:" & stTelephoneBook.dataCount
Set obj = New TelephoneBook
obj.name = "上野 花子"
obj.number = "03-0303-9999"
Call teleBook.Add(obj)
Debug.Print "データ数:" & stTelephoneBook.dataCount
Set obj = New TelephoneBook
obj.name = "だるま 太郎"
obj.number = "04-000-1234"
Call teleBook.Add(obj)
Debug.Print "データ数:" & stTelephoneBook.dataCount
End Sub
実行結果（イミディエイトウィンドウ）
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