Pythonの抽象クラスとは？ABCモジュールを使った設計方法を初心者向けに解説

1. 抽象クラスとは何か？

1. 抽象クラスとは何か？

抽象クラス（チュウショウクラス）とは、「設計図だけを持ったクラス」です。実際の処理は書かずに、「このメソッドは必ず作ってください」という約束だけを定義します。

たとえば、家を建てるときの設計図を思い浮かべてください。設計図には、玄関や部屋の配置は書いてありますが、実際の家具までは決まっていません。抽象クラスは、この設計図のような役割を持ちます。

Pythonのオブジェクト指向（シコウ）では、共通ルールを決めるために抽象クラスを使います。

2. ABCモジュールとは？

2. ABCモジュールとは？

ABCモジュールとは、「Abstract Base Class（アブストラクト ベース クラス）」の略で、抽象クラスを作るための標準モジュールです。

Pythonには最初から用意されているので、追加インストールは不要です。abcモジュールを使うことで、抽象クラスや抽象メソッドを定義できます。

抽象メソッドとは、「中身を持たないメソッド」のことです。子クラスで必ず実装する必要があります。

3. 抽象クラスの基本的な書き方

3. 抽象クラスの基本的な書き方

まずは、ABCモジュールを使った抽象クラスの基本形を見てみましょう。

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def speak(self):
        pass

ABCを継承することで、このクラスは抽象クラスになります。@abstractmethodが付いたメソッドは、必ず子クラスで作らなければなりません。

passは「何もしない」という意味で、処理内容が未定であることを表します。

4. 抽象クラスは直接使えない

4. 抽象クラスは直接使えない

抽象クラスは設計図なので、そのままインスタンス（実体）を作ることはできません。

animal = Animal()

TypeError: Can't instantiate abstract class Animal

このエラーは、「抽象クラスはそのまま使えません」という意味です。必ず子クラスを作る必要があります。

5. 子クラスで抽象メソッドを実装する

5. 子クラスで抽象メソッドを実装する

次に、抽象クラスを継承した子クラスを作ってみましょう。

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "ワンワン"

dog = Dog()
print(dog.speak())

ワンワン

このように、抽象メソッドspeakを実装すれば、問題なくインスタンスを作れます。

抽象クラスによって、「必ずspeakメソッドを持つクラス」を保証できています。

6. 抽象メソッドを実装しないとどうなる？

6. 抽象メソッドを実装しないとどうなる？

もし抽象メソッドを実装しなかった場合、エラーになります。

class Cat(Animal):
    pass

cat = Cat()

TypeError: Can't instantiate abstract class Cat

この仕組みにより、作りかけのクラスやルール違反のクラスを防ぐことができます。

7. 抽象クラスを使うメリット

7. 抽象クラスを使うメリット

抽象クラスを使う最大のメリットは、「設計ミスを防げること」です。

複数人で開発する場合でも、「このメソッドは必須」という共通ルールをコードで表現できます。

また、プログラムが大きくなっても、クラスの役割が分かりやすくなり、読みやすいコードになります。

8. 初心者がつまずきやすいポイント

8. 初心者がつまずきやすいポイント

初心者の方がよく混乱するのは、「普通のクラス」と「抽象クラス」の違いです。

普通のクラスは、そのまま使うためのものです。一方、抽象クラスは「ルールを決めるためのクラス」です。

最初は無理に使わず、「共通の形を決めたいとき」に使うものだと覚えておくと理解しやすくなります。