オーバーライド(オーバーライド)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

オーバーライドは、オブジェクト指向プログラミングにおける中心的な概念の一つであり、継承と密接に関連する機能である。簡潔に言うと、親となるクラス（スーパークラス）で定義されているメソッドを、その性質を引き継いだ子クラス（サブクラス）で新たに定義し直し、処理内容を上書きすることである。これにより、クラス間の共通の振る舞いを維持しつつ、個別のクラスに特化した独自の振る舞いを実装することが可能になる。オーバーライドを理解し活用することは、コードの再利用性を高め、柔軟で拡張性の高いシステムを構築する上で不可欠である。プログラム全体として統一されたインターフェースを提供しながら、個々のオブジェクトが持つべき具体的な処理を記述できるため、多くのプログラミング言語で重要な役割を担っている。

オーバーライドを詳細に理解するためには、まず前提となる「継承」の概念を把握する必要がある。継承とは、あるクラスが別のクラスの持つフィールド（データ）やメソッド（操作）を引き継ぐ仕組みのことである。引き継がれる側を親クラス（スーパークラスまたは基底クラス）、引き継ぐ側を子クラス（サブクラスまたは派生クラス）と呼ぶ。子クラスは親クラスの機能をそのまま利用できるため、コードの重複を避け、プログラムの構造を効率的にすることができる。しかし、親クラスのメソッドの振る舞いが、子クラスの要件に完全に合致しない場合がある。例えば、「動物」という親クラスに「鳴く」というメソッドがあったとして、それを継承した「犬」クラスや「猫」クラスでは、それぞれ具体的な鳴き声が異なる。このような場合に、子クラス側で親クラスの「鳴く」メソッドを、自身の具体的な処理内容で再定義する必要が生じる。この再定義の仕組みがオーバーライドである。

オーバーライドを実装するには、子クラスにおいて、親クラスのメソッドと完全に同じシグネチャを持つメソッドを定義する。シグネチャとは、メソッド名、引数の型、数、そしてその順序の組み合わせを指す。これらが一つでも異なると、オーバーライドとは見なされず、後述するオーバーロードとして扱われるため注意が必要である。また、オーバーライドするメソッドのアクセス修飾子（public, protectedなど）は、親クラスのメソッドと同じか、それよりも広い範囲（より多くの場所からアクセス可能）に設定しなければならない。アクセス範囲を狭めることは許可されない。さらに、メソッドの戻り値の型は、原則として親クラスのメソッドと同じ型である必要があるが、一部の言語では、親クラスの戻り値の型のサブクラスを返すこと（共変戻り値）が許されている。多くの現代的な言語では、オーバーライドの意図をコンパイラに明示するためのアノテーション（Javaの@Overrideなど）が用意されている。これを付与することで、シグネチャの記述ミスなどをコンパイル時に検出でき、意図しないバグの発生を防ぐことができる。

初心者が混同しやすい概念に「オーバーロード」がある。オーバーライドが継承関係にある異なるクラス間でメソッドを「上書き」するのに対し、オーバーロードは一つの同じクラス内で、同じ名前で引数のリストが異なるメソッドを複数定義することを指す。これは「多重定義」とも呼ばれる。例えば、calculateというメソッドを、引数が整数二つの場合と、浮動小数点数二つの場合とで、それぞれ別の処理として定義することができる。つまり、オーバーライドはクラス間の縦の関係性における振る舞いの変更であり、オーバーロードはクラス内の横の関係性における機能の多様化であると区別できる。

オーバーライドの真価は、オブジェクト指向の三大要素の一つである「ポリモーフィズム（多態性）」を実現する点にある。ポリモーフィズムとは、同じ型の変数や同じメソッド呼び出しが、その変数が実際に指し示すオブジェクトの種類によって異なる振る舞いをする性質を指す。例えば、親クラスである「動物」型の変数を一つ用意し、その変数に「犬」クラスのインスタンスや「猫」クラスのインスタンスを代入することが可能である。この変数に対して「鳴く」メソッドを呼び出すと、プログラムは変数の型である「動物」ではなく、その時点で変数に格納されているインスタンスの実際のクラスを判別する。そして、「犬」インスタンスであれば犬クラスでオーバーライドされた「ワン」と鳴く処理が、「猫」インスタンスであれば猫クラスでオーバーライドされた「ニャー」と鳴く処理が実行される。このように、呼び出し側は個々のクラスを意識することなく、共通のインターフェース（「動物」の「鳴く」メソッド）を通じて、多様なオブジェクトを統一的に扱えるようになる。これにより、処理の分岐を行うif文やswitch文を多用することなく、簡潔で保守性の高いコードを書くことが可能になる。

オーバーライドを活用することで、プログラムの再利用性、拡張性、保守性が大幅に向上する。一方で、注意点も存在する。親クラスのメソッドがどのような仕様で設計されているかを十分に理解せずにオーバーライドすると、親クラスが本来保証していた動作を壊してしまい、予期せぬ不具合を引き起こす可能性がある。特に、オブジェクト指向設計原則の一つである「リスコフの置換原則」を意識することが重要である。これは「子クラスは、その親クラスのオブジェクトと置き換えても、プログラムの正しさを損なうことなく動作しなければならない」という原則であり、オーバーライドはこの原則を侵害しないように慎重に行う必要がある。オーバーライドは、オブジェクト指向プログラミングにおける強力なツールであるが、その概念と関連する原則を正しく理解し、適切に利用することが求められる。