祈祷連歌

あるメーリングリストでオブジェクトとインスタンスの定義について議論されていた。 要するに「オブジェクト⊂インスタンス」なのか「インスタンス⊂オブジェクト」なのかという見解の相違が焦点だったようだ。 メーリングリストでの議論はすでに収束したようだが、この件について自分なりに考えてみた。

まず、ソフトウェアの分野では、用語としてのオブジェクトとインスタンスは、 それぞれかなり広い意味をもっているように思う。 だからどの定義によるものなのかがはっきりしていないと議論にならない。

今ここで「以後、オブジェクトとは次の文献にある定義に準拠する。」とやっても 良いのだが、そうすると議論はそこで終わってしまう。 あとはその定義をいかに上手に説明できるかどうかになってしまうだろう。 その上、その文献なり書籍なりをとり上げるのが妥当かどうかが問題になってしまい、 「オブジェクトとインスタンスの意味はなにか」という本来議論にしたかった 部分以前のところで、また新たな見解の相違が発生する。

だからここでは特定の定義を引用したりはしない。 あくまで個人の考えにおけるオブジェクトとインスタンスの関係について述べてみたい。

オブジェクト指向を、モデリングの手法のひとつとしての側面から考えてみる。 そこでは、まず第一に「分類」が重要な位置を占めている。 モデリングの対象のそれぞれを、どれとどれが同種であるか、 同種でなければどこが違うのか、といった分類作業がまず最初にあるはずだ。 これは無意識で行なわれるものから、なにか特定の方法論や決まりごとに よって行なわれるかなり幅がある。 また、どこまで細かく分類するのかもいろいろあるだろう。 が、なにをさしおいても分類されていなければ話は進まない。 そういう意味でもまず第一にあるのが分類であろうと思う。

この段階で「オブジェクトとはモデリングの対象のことである」と 定義してしまうことは可能かもしれない。 この見解を持つ人も少なからずいるであろう。 また、それは間違いではないだろうとも思う。 しかし、この段階で早合点はぜず、ここではまだオブジェクトは定義しない。

分類という作業は、表向きはグループ分けのことである。 どういう観点でグループ分けしたのかが 分類を執行する上では外せない重要なことがらある。 が、表面上は単なるグループ分けが行なわれたにすぎない。 モデリングの対象をグループ分けしたということは、 それはある種の抽象化が行なわれたということである。 グループ分けするにあたってなんらかの分類の観点にしたがって 個々の具体性を捨てさり、一つのグループとして認識するようになったわけである。 逆にそれぞれのグループは個々の具体例によって構成されているとも言える。

このように、ある観点に従ってモデリングの対象がグループ分けされると、 それは「概念」を構成しているのだ、とする立場がある。 概念などという言葉を使うと話が大げさになりすぎるような気もなきにしもあらずだが、 あまり深くは考えずにここまで述べたグループ分けのことを以後は一言で「概念」と 呼ぶことにする。

この概念だが、つぎのことがらが関係してくる。

1. その概念を識別し、他の概念から区別する手段。名前など。
2. その概念がどのような観点でできたものかを表す手段。定義など。内包。
3. その概念を構成する具体例の集まり。実例。外延。

「概念」という概念には必ずこの三つがつきまとう。 概念についてさらに語り始めると必要以上に話が大きくなっていってしまうし、 ここまでくればオブジェクトとインスタンスはなにかということを はっきりさせる材料が揃ったと思うので止めておく。

ここまでの話で、すでに「対象」とか「ことがら」といった言葉がでてきている。 これを「オブジェクト」としてしまうまえに、まずは概念の三つ目にある 具体例から考えてみる。

「具体例」は英単語に訳すと“instance”になるが、 インスタンスの正体はずばりこれである。 「インスタンスとはある概念の実例／具体例」のことでそれ以上の意味はない。 概念になにをもってくるかで、モデリングの対象が「それが何のインスタンスである」かが決まる。

次に「オブジェクト」であるが、具体的にははっきりいって定義による。 抽象的にいってよければ、 強いていえば「ある特定の概念のインスタンスがオブジェクト」であるということになるかもしれない。 定義によると言ってしまっては身もふたもないが、 そこで扱うその「ある特定の概念」をどういう範囲に制限するかで、 あるいは、特定の種類の概念(概念の概念！！)を特に強調しているか、 なにに注目しているのかなどで、 オブジェクトがどのように定義されるかが非常に違ってくるので仕方がない。

そもそも、objectという言葉は訳すとその意味の一つに「対象」というのがあり、 ソフトウェアやモデリングの文脈では「何」の対象かがはっきりしていないと、 意味が抽象的すぎているということもある。感覚的な表現だが、 オブジェクトとインスタンスは概念の概念における動と静の違いと でもいったら良いだろうか。

だから、まず、そこで扱う概念の範囲を限定しなくてはならない。 「ある特定の概念」とは何か？　 広くは「この世の全て」から、狭くは「C++のclass」までさまざま考えられる。

狭い場合から考えよう。StroustrupのC++では自己流に要約すると「C++言語で扱うもので、 ランタイムにメモリー上に領域をもったデータとして存在しうる」がオブジェクトであるとしている。 つまりこの「C++言語で扱うもので、ランタイムにメモリー上に領域をもったデータとして存在しうる」という概念の具体例がオブジェクト、 言い換えるとその概念のインスタンスがオブジェクトであると定義されている。 だから、C++のプログラミン上は「オブジェクトで表されるものの集合＝インスタンスで表されるものの集合」である。

「概念とそのインスタンス」と「特定の概念のインスタンスをオブジェクトと呼ぶ」と いうのでは、それぞれ抽象のレベルが違う。 だから上ではあえて「××で表されるものの集合」と表現した。 「××と△△」の比較と「××で表されるものの集合と△△で表されるものの集合」の比較とでは、微妙にニュアンスが違う事に注意してもらいたい。 概念そのものの比較と概念の外延の比較の違いである。 表現が長くなるので、以下「△△で表されるものの集合」を｛△△｝と表す事にする。 例えば、「オブジェクトで表されるものの集合＝インスタンスで表されるものの集合」は「｛オブジェクト｝＝｛インスタンス｝」となる。

UML1.xでは、クラシファイアが概念に相当していると思われる。 そして「クラスのインスタンス」がオブジェクトである。 つまり、クラシファイアのインスタンスのなかでも特に「クラス」の場合を強調してオブジェクトと呼んでいる。 他のクラシファイア、例えばアソシエーションのインスタンスはリンクである。 よって、UMLでは「｛オブジェクト｝⊂｛インスタンス｝」である。

一般にJavaScriptで知られるECMAScriptでは、このプログラミング言語で扱うものは すべてがオブジェクトである。 実際にはすべてがObjectというオブジェクトで、そのObjectをさらに 細かく分類したFunctionのオブジェクトが関数、という具合いになっている。 この例だと「｛オブジェクト｝⊃｛インスタンス｝」ということになるだろうか。 なんとなくオブジェクトとインスタンスの意味はこれまで述べてきたのはまったく逆になっているような気もしないではない。 また「new演算子でメモリ上に確保されたオブジェクトをインスタンスオブジェクトという」 というように、C++言語流で考えればオブジェクトへのポインターがインスタンスと いうことになっており、正式にはこれをインスタンスオブジェクトと呼んでいるようである。 ただECMA262では一般の英単語との“instance”は、 「××は△△のインスタンスである」という言い方もされており、そういう意味では、 「｛インスタンスオブジェクト｝⊂｛オブジェクト｝⊂｛インスタンス｝」ということなのかもしれない。

ここまでプログラミング言語を中心にみてきたが、概念とそのインスタンスのことを ひっくるめてオブジェクトとよび、逆にオブジェクトが概念とインスタンスに分けられる とする考え方もあるようだ。 これは「全てのものがオブジェクト」の極端なケースで、ある意味純粋オブジェクト指向 といえるだろうか。 全てのものがオブジェクトなので、そのなかにはクラスやインスタンスといったものも含まれる。 この場合だと明らかに「｛オブジェクト｝⊃｛インスタンス｝」であるだろう。

逆に、これが示唆するのは、この立場においては インスタンスになりえないなにかが存在する事を暗黙のうちに認めている。 つまり、「オブジェクト＝インスタンス＋インスタンスでないもの」であり、 ソフトウェア上はクラスがインスタンスでないものとして扱うということなのであろう。

こじつければ、これは「全てのもの」という概念を考え、よって その具体例であるオブジェクトは全てのものなのであると考えられなくもない。 しかし、その場合は「インスタンス」の意味が単なる英単語の“instance”ではなく、その分類作業で扱う概念に限定した特殊用途の“instance”であり、これまで述べてきたのとは若干違ってくる。

この件に関してはいずれ機会があったときには、メタモデルの階層とか メタモデルの線形性について書くときに少し触れるかもしれない。

これ以上は結論らしい結論にはたどりつけそうにない。 なぜならば、ここに挙げたわずかな例だけでもオブジェクトの定義はさまざまであり、それにオブジェクトとインスタンスは違う概念の概念に属し、同列に扱えるものではないからだ。 が、あえていえば 「ある概念の具体例を表すことばがインスタンス」にすぎないのであり、 「オブジェクトが何を意味するかは定義による」「ある特定の概念のインスタンスをオブジェクトと呼ぶ」ということしか言えない。 純粋オブジェクト指向の「すべてがオブジェクト。オブジェクト＝クラス＋インスタンス」という立場もいっそのことあっさりしていて魅力がある。 一方、UMLのメタモデルもクラシファイアを中心に据えた核心部分(≠表記法)では モデル要素がはっきりわかって個人的には非常に納得しやすいと思っている。

まとめると、

1. 分類という作業があり
2. 概念があり
3. 概念とは、名前、内包、外延からなり
4. 概念の具体例がインスタンスのことであり
5. オブジェクトはその定義(概念の選択にしかた)による
6. よって、ある特定の概念のインスタンスがオブジェクト

というところか。

他人とこの話題について話す場合には、オブジェクトの定義について相手の立場をちゃんと把握してから慎重いこうと思う。