Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day78:カプセル化(private変数とアクセス制御)

【本日のミッション】

Day77では「特殊メソッド」を学び、PythonのオブジェクトをよりPythonicに扱う方法を学びました。

今日はオブジェクト指向の重要概念 カプセル化(Encapsulation) を扱います。

 「クラスの中の大事なデータを、勝手にいじられないようにする考え方」
それが カプセル化 です。


はじめに

この Day78 は、初心者が一番つまずきやすい回です。

なぜなら、

  • エラーの種類がわからない

  • 「隠す」「触ってはいけない」の意味があいまい

  • 名前マングリングという聞き慣れない言葉が出てくる

からです。

この記事では、難しい言葉を使わず「何が起きているか」だけを順番に説明します。

カプセル化とは?

まずイメージから

カプセル化 = 大事な中身を箱に入れて守ること

例:

  • ATMの中のお金

  • ゲームのセーブデータ

外から勝手に触られたら困りますよね?

クラスでも同じで、

「外から勝手に変更されたら困るデータ」

を守るために、カプセル化を使います。

Pythonのアクセスレベルは3種類

種類 書き方 意味
public name 誰でも使ってOK
protected _name 基本は触らないでね(約束)
private __name 外から直接使わない

Pythonでは protected / private はルールではなくマナー です。

まずは public(普通の変数)

class User:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
user = User("Alice")
print(user.name)

出力結果

Alice

これは 誰でも自由に使える 状態です。


private変数(__変数)とは?

次は「外から直接触ってほしくない変数」です。

class User: 
    def __init__(self, name, password): 
        self.name = name 
        self.__password = password 

ここでのポイント:

  • __passwordprivate変数

  • 「外から直接使わないでね」という意味

よくある間違い①:NameError

次のコードをいきなり書くと…

user = User("Alice", "abc123")

出力結果

NameError: name 'User' is not defined

これは何のエラー?

User クラスがまだ作られていない

Pythonは上から順に読むので、

  • クラス定義がない

  • なのに使おうとした

正しい順番

class User:
    def __init__(self, name, password):
        self.name = name
        self.__password = password

user = User("Alice", "abc123")

 これで やっと User が使える状態 になります。

よくある間違い②:AttributeError

に、private変数へ直接アクセスしてみます。

class User:
    def __init__(self, name, password):
        self.name = name
        self.__password = password

user = User("Alice", "abc123")
print(user.__password)

出力結果

AttributeError: 'User' object has no attribute '__password'

AttributeError とは?

「その部品は存在しません」

  • user は存在する

  • でも __password という名前では存在しない

名前マングリングとは

Pythonは、

self.__password

を内部でこっそり

self._User__password

に名前を変えています。

だから外から

user.__password

では見つからず、AttributeError になります。

※ これを 名前マングリング と呼びます。

なぜメソッド経由で使うの?

安全に使ってもらうためです。

class User:
    def __init__(self, name, password):
        self.name = name
        self.__password = password

    def get_password(self):
        return self.__password

    def set_password(self, new_pw):
        self.__password = new_pw

User1 = User("Bob", "pass1")
print(User1.get_password()) # 読み出し
User1.set_password("newpass") # 書き換え
print(User1.get_password())

出力結果

pass1
newpass

正しい使い方だけを提供できる のがメリットです。

protected(_変数)とは?

self._price = 100

意味:

「技術的には触れるけど、基本は触らないでね」

  • エラーにはならない

  • でも 直接触らないのがマナー


Pythonでも完全に隠せるの?

いいえ。

User1._User__password

と書けば、実はアクセスできます。

Pythonは「信用ベースの言語」

知らない人が誤って触らないようにする ための仕組み


練習問題

次のコードを実行したときの出力として正しいものを選びなさい。

class Bank:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance

    def get_balance(self):
        return self.__balance

Bank1 = Bank(500)
print(Bank1.get_balance())
print(Bank1.__balance)

選択肢

A)

500
エラーになる

B)

500
500

C)

エラーになる
500

D)

何も出力されない


解答:

A)

500
エラーになる

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解説

  • get_balance() → private変数 __balance を返すので 500

  • b.__balance → 名前が書き換えられており存在しないため AttributeError

👉 正解は

A)

500
エラーになる

✅ ポイント

  • _name → 慣習的に「触らないでね」

  • __name → private、名前マングリングで外部アクセス不可

  • データ保護には getter / setter を使う

  • Pythonは完全なアクセス制御ではないが、カプセル化の考え方は重要


次回予告

Day79では 「デコレータ(@property)の使い方」 を学びます。

getter / setter を簡潔に書け、Pythonic なクラス設計に不可欠の仕組みです。

参考

Python 3 エンジニア認定基礎試験 – Odyssey CBT
Python3 エンジニア認定基礎試験 出題範囲と学習プラン
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day1:変数の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day2:変数の型(int型とstr型)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day3:算術演算子と代入演算子
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day4:文字列の操作
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day5:比較演算子と論理演算子
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day6:if文(条件分岐)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day7:ループ処理(for文・while文)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day8:break文とcontinue文
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day9:リスト(list)の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day10:リストの操作(append,remove,len など)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day11:リストのスライス(部分取り出し)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day12:タプル(tuple)の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day13:辞書(dict)の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day14:集合(set)の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day15:関数の定義と呼び出し
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day16:関数のデフォルト引数とキーワード引数
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day17:可変長引数(*args, **kwargs)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day18:関数のスコープ(ローカル変数とグローバル変数)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day19:ネスト関数(関数の中の関数)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day20:ラムダ式(無名関数)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day21:組み込み関数(len, type, range など)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day22:組み込み関数(sum,max,min,sorted)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day23:文字列と組み込み関数(len,str,int,float)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day24:組み込み関数(abs, round, pow)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day25:組み込み関数(sorted の応用と key 引数)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day26:組み込み関数(enumerate, zip)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day27:組み込み関数(map, filter, reduce)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day28:組み込み関数(any, all)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day29:組み込み関数(isinstance,issubclass)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day30:組み込み関数(callable, eval)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day31:組み込み関数(dir, help)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day32:組み込み関数(id, hash)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day33:組み込み関数(repr, format)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day34:組み込み関数(globals, locals)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day35:組み込み関数(vars, callable)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day36:組み込み関数(reversed, slice)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day37:組み込み関数(getattr, setattr, hasattr, delattr)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day38:組み込み関数(eval, exec, compile)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day39:組み込み関数(zip の応用・辞書との組み合わせ)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day40:モジュールの基本(import と from の違い)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day41:as(別名インポート)と import の仕組み
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day42:標準ライブラリ(math モジュールの基本)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day43:標準ライブラリ(random モジュールの活用)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day44:標準ライブラリ(datetime モジュールの使い方)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day45:標準ライブラリ(os と sys)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day46:標準ライブラリ(pathlib とファイルパス操作)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day47:パッケージ構造と __init__.py
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day48:自作モジュールの作成とインポート
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day49:例外処理の基本(try, except)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day50:複数例外の処理と except as
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day51:else, finally の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day52:raise による例外発生
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day53:例外クラスの継承構造
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day54:ZeroDivisionError / ValueError など代表例
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day55:try構文のネストと例外伝播
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day56:独自例外クラスの作成
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day57:例外処理のベストプラクティス
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day58:例外とロギング(loggingモジュール)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day59:モジュールの基本(再確認)+ファイル操作導入
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day60:open(), read(), write() の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day61:with構文での安全なファイル操作
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day62:ファイル読み書き(テキストファイル)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day63:ファイル読み書き(CSVファイル)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day64:JSONの読み書き(jsonモジュール)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day65:ファイル存在チェック(os, pathlib)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day66:バイナリファイルの扱い
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day67:ファイル操作の例外処理と安全設計
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day68:クラスの基本(classとインスタンス)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day69:init(コンストラクタ)の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day70:メソッドと属性
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day71:クラス変数とインスタンス変数の違い
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day72:継承(Inheritance)の基本
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day73:オーバーライドと super() の使い方
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day74:多重継承の注意点
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day75:isinstance と issubclass の応用
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day76:クラスメソッドと静的メソッド(@classmethod, @staticmethod)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day77:特殊メソッド(str, repr, len など)
Python3 エンジニア認定基礎試験 練習問題 Day78:カプセル化(private変数とアクセス制御)

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