はじめてのPythonクラス継承: 基本ルールとオーバーライド

# 基本的な継承の例
class Animal:
    species = "Unknown"  # クラス属性(全インスタンスで共有)

    def speak(self):
        # 共通の振る舞い
        return "..."

class Dog(Animal):  # Animalを継承
    pass  # 何も追加しない場合でも、Animalの機能をそのまま使える

dog = Dog()
print(dog.speak())    # 親クラスのメソッドをそのまま使える
print(dog.species)    # 親クラスのクラス属性も参照できる

class Animal:
    def speak(self):
        return "..."

class Cat(Animal):
    def meow(self):
        # 親クラスから受け継いだメソッドを普通に呼び出す
        base = self.speak()  # Animal.speak()
        return base + " meow"

c = Cat()
print(c.meow())

class Base:
    x = 1  # クラス属性

class Sub(Base):
    x = 2  # Base.x をシャドーイング(上書き)

b = Base()
s = Sub()
print(Base.x, Sub.x, s.x)  # それぞれの見え方を確認

# インスタンス属性でさらに上書くこともできる
s.x = 99
print(s.x, Sub.x)  # インスタンス属性が最優先で参照される

class Animal:
    def speak(self):
        return "..."

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

def make_speak(a: Animal):
    # ポリモーフィズム: 実際の型ごとに適切な実装が呼ばれる
    print(a.speak())

make_speak(Animal())
make_speak(Dog())

class Animal:
    def speak(self, punct: str = "") -> str:
        return "..." + punct

class Parrot(Animal):
    # NG例: 親と互換でないシグネチャ(位置引数volumeが必須)
    def speak(self, volume: int) -> str:
        return "squawk" * volume

def chat(a: Animal):
        # 親の契約: 文字を1つ渡せば動く想定
        print(a.speak("!"))

chat(Animal())
# 互換でないオーバーライドのため、以下はTypeErrorになる
try:
    chat(Parrot())
except TypeError as e:
    print("TypeError:", e)

class Parrot(Animal):
    # OK例: 親と互換のシグネチャ(デフォルト引数も提供)
    def speak(self, punct: str = "") -> str:
        return "squawk" + punct

chat(Parrot())

class User:
    def __init__(self, name: str):
        self.name = name  # 親が責任を持つ初期化

class Admin(User):
    def __init__(self, name: str, level: int):
        super().__init__(name)  # 親の初期化を必ず呼ぶ
        self.level = level      # 追加の初期化

a = Admin("Alice", 3)
print(a.name, a.level)

# 失敗例: 親の__init__を呼ばないとnameが存在しない
class BadAdmin(User):
    def __init__(self, name: str, level: int):
        self.level = level  # 親の初期化をスキップしてしまった

b = BadAdmin("Bob", 1)
# ここでAttributeError
try:
    print(b.name)
except AttributeError as e:
    print("AttributeError:", e)

class Logger:
    def save(self, message: str):
        # 実際はファイルやDB保存だが、例示として標準出力に
        print(f"save: {message}")

class TimestampLogger(Logger):
    def save(self, message: str):
        # ここで親の処理に前処理(装飾)を加える
        import datetime as dt
        ts = dt.datetime(2024, 1, 1, 0, 0, 0)  # 例示用に固定の時刻
        decorated = f"[{ts:%Y-%m-%d %H:%M:%S}] {message}"
        super().save(decorated)  # 親の保存処理を呼ぶ

log = TimestampLogger()
log.save("system started")