Go練習問題3-09：メソッドの定義とレシーバを理解しよう

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Go言語の初心者向け問題3-09：メソッドの定義とレシーバを理解しよう

この問題を解くために必要な知識：
レベル１～２の知識、関数の定義と呼び出し、関数の戻り値と複数の戻り値、関数の可変長引数、無名関数（匿名関数）、クロージャ、構造体の定義とコンストラクタ関数、構造体の埋め込み、メソッドの定義とレシーバ、インターフェース、型アサーション、型スイッチ

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Go言語の文法「メソッドの定義」「メソッドのレシーバ」とは





ここではメソッドの定義とレシーバの意味や使い方を復習します。必要ない方はここをクリックして練習問題へ飛びましょう。

Go言語でメソッドを定義する方法を学んでみましょう。メソッドは特定の型（通常は構造体）に関連付けられた関数の一種で、その型のインスタンスと共に動作します。

これにより、データとそのデータに対する操作を1つにまとめることができます。

メソッドとは？

Go言語におけるメソッドは、特定の型に関連付けられた関数です。これにより、型に対して特定の動作を持たせることができます。

例えば、Personという構造体がある場合、その構造体に対して「挨拶する」という動作を持たせることができます。

レシーバとは？

レシーバとは、メソッドがどの型に属するかを指定するためのものです。レシーバはメソッドの定義時に、メソッド名の前に指定します。

これにより、そのメソッドがどの型のインスタンスに対して呼び出されるかを決定します。

メソッドの定義方法

以下のコード例を見てみましょう。

package main

import "fmt"

// Person構造体を定義
type Person struct {
    Name string
}

// Greetメソッドを定義
func (p Person) Greet() {
    fmt.Println("Hello,", p.Name)
}

func main() {
    p := Person{Name: "Alice"}
    p.Greet() // "Hello, Alice" と出力されます
}

このコードでは、Person構造体に対してGreetというメソッドを定義しています。

メソッド定義時に (p Person) と指定することで、Person型のインスタンスに対してこのメソッドが使用できるようになります。

レシーバの種類

レシーバには2種類あります。

  1. 値レシーバ ((p Person) のように定義)
  2. ポインタレシーバ ((p *Person) のように定義)

値レシーバは、メソッドが呼び出されたときにレシーバのコピーが渡されます。

一方、ポインタレシーバは実際のオブジェクトへの参照が渡されるため、オブジェクトの状態を変更することができます。

まとめ

「メソッドの定義とレシーバ」は、Go言語の強力な特徴の一つであり、オブジェクト指向プログラミングのような動作を実現するために使用されます。

型に応じた動作を定義することで、コードの再利用性が高まり、整理されたコードを書くことができます。 ​

関数とメソッドの違いを理解しよう

プログラミングを始めたばかりの方にとって、「関数」と「メソッド」という言葉を聞くと、少し混乱するかもしれません。

どちらも「ある特定の処理を行うもの」という点で似ていますが、使い方や役割には明確な違いがあります。この記事では、関数とメソッドの違いを初心者向けにわかりやすく説明します。

関数とは？

まず、関数について説明しましょう。関数は、特定の処理をひとまとめにしたものです。何かしらの入力を受け取り、その入力に基づいて処理を行い、必要に応じて結果を返します。

関数はプログラムのどこからでも呼び出すことができ、どのデータ型にも属しません。

package main

import "fmt"

// 関数の定義
func add(a int, b int) int {
    return a + b
}

func main() {
    result := add(3, 5)
    fmt.Println(result) // 出力: 8
}

上の例では、addという関数が定義されています。この関数は2つの整数を引数として受け取り、その合計を計算して返します。関数はどこからでも自由に呼び出すことができます。

関数とメソッドの違い

簡単にまとめると、関数とメソッドの違いは次の通りです。

  • 関数: 特定の型に属さず、どこからでも呼び出すことができる処理のまとまりです。
  • メソッド: 特定の型に関連付けられ、その型のデータを操作するための関数です。メソッドはその型のインスタンスを使って呼び出します。

関数とメソッドのどちらを使えばいいの？

  • データ型に依存しない汎用的な処理を作りたい場合は関数を使います。
  • 特定のデータ型に関係する処理を作りたい場合はメソッドを使います。

まとめ

関数とメソッドの違いを理解することで、コードの設計がより論理的になり、メンテナンスもしやすくなります。

これからプログラミングを続けていく中で、これらの違いを意識して使い分けることが重要です。

Go練習問題3-9：円の面積と周囲長を計算するプログラム

「Circle」という名前の構造体を使って、円の面積と周囲長を計算するプログラムを作成してください。

このプログラムでは、メソッドを使用して構造体に対する操作を定義します。メソッドは、構造体のレシーバとして定義し、構造体のデータを操作します。

この問題の要件

以下の要件に従ってコードを完成させてください。

  • Circle という名前の構造体を定義し、その中に Radius という float64 型のフィールドを持つこと。
  • Circle 構造体に対して、Area という名前のメソッドを定義し、円の面積を計算して返すこと。計算式は π * Radius * Radius であること。
  • Circle 構造体に対して、Perimeter という名前のメソッドを定義し、円の周囲長を計算して返すこと。計算式は 2 * π * Radius であること。
  • main 関数内で Circle 構造体のインスタンスを作成し、そのインスタンスを使って Area メソッドと Perimeter メソッドを呼び出し、結果を表示すること。

ただし、以下のような実行結果となるコードを書くこと。

*****↓↓正解コードの実行結果の例↓↓*****

半径 5.00 の円の面積は 78.50 です。
半径 5.00 の円の周囲長は 31.40 です。

この問題を解くヒント

１からコードを組み立てることが難しい場合は、以下のヒントを開いて参考にしましょう。

ヒント１【コードの構成を見る】

正解のコードは上から順に以下のような構成となっています。

１．パッケージ宣言
　1-1. package main

２．import文
　2-1. fmtパッケージのインポート

３．Circle構造体の定義
　3-1. 半径(Radius)フィールドの定義

４．Areaメソッドの定義
　4-1. Circle構造体に関連付けられたメソッド
　4-2. 面積を計算して返す

５．Perimeterメソッドの定義
　5-1. Circle構造体に関連付けられたメソッド
　5-2. 周囲長を計算して返す

６．main関数の定義
　6-1. Circle構造体のインスタンスを作成
　6-2. Areaメソッドを呼び出し、結果を出力
　6-3. Perimeterメソッドを呼び出し、結果を出力

ヒント２【穴埋め問題にする】

以下のコードをコピーし、コメントに従ってコードを完成させて下さい。

package main

import "fmt"

// Circleという名前の構造体を定義しています。この構造体には半径を表すフィールドがあります。
type Circle struct {
    Radius float64
}

// Circle構造体に対するメソッドAreaを定義しています。
// レシーバ(c Circle)は、このメソッドがCircle型に関連付けられていることを示しています。
// このメソッドは、円の面積を計算して返します。
func (c Circle) Area() float64 {
    /* 【穴埋め問題1】
    ここに円の面積を計算して返すコードを書いてください。
    */
}

// Circle構造体に対するメソッドPerimeterを定義しています。
// このメソッドは、円の周囲長を計算して返します。
func (c Circle) Perimeter() float64 {
    /* 【穴埋め問題2】
    ここに円の周囲長を計算して返すコードを書いてください。
    */
}

func main() {
    // Circle構造体のインスタンスを作成しています。
    myCircle := Circle{Radius: 5.0}

    // Circle構造体のメソッドを呼び出し、結果を出力しています。
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の面積は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Area())
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の周囲長は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Perimeter())
}

 

このヒントを見てもまだ回答を導き出すのが難しいと感じる場合は、先に正解のコードと解説を見て内容を理解するようにしましょう。

解答例と解説

この問題の一つの正解例とそのコードの解説を以下に示します。

正解コードの例

例えば以下のようなプログラムが考えられます。

package main

import "fmt"

// Circleという名前の構造体を定義しています。この構造体には半径を表すフィールドがあります。
type Circle struct {
    Radius float64
}

// Circle構造体に対するメソッドAreaを定義しています。
// レシーバ(c Circle)は、このメソッドがCircle型に関連付けられていることを示しています。
// このメソッドは、円の面積を計算して返します。
func (c Circle) Area() float64 {
    return 3.14 * c.Radius * c.Radius
}

// Circle構造体に対するメソッドPerimeterを定義しています。
// このメソッドは、円の周囲長を計算して返します。
func (c Circle) Perimeter() float64 {
    return 2 * 3.14 * c.Radius
}

func main() {
    // Circle構造体のインスタンスを作成しています。
    myCircle := Circle{Radius: 5.0}

    // Circle構造体のメソッドを呼び出し、結果を出力しています。
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の面積は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Area())
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の周囲長は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Perimeter())
}

正解コードの解説

このコードは、Go言語における「メソッドの定義とレシーバ」を学ぶためのシンプルな例です。

構造体とそれに関連するメソッドを使って、円の面積と周囲長を計算する方法を紹介しています。以下に、コードの各部分を詳しく説明します。

パッケージ宣言とインポート

package main

import "fmt"

package mainは、Goプログラムのエントリーポイントとなるパッケージを指定しています。

fmtパッケージは標準出力を行うための関数を提供し、fmt.Printfを使用して結果を出力します。

構造体の定義

type Circle struct {
    Radius float64
}

Circleという名前の構造体を定義しています。Radiusフィールドはfloat64型で、円の半径を表します。

構造体は、Goにおけるカスタムデータ型の一種で、複数のフィールドをまとめることができます。

メソッドの定義とレシーバ

func (c Circle) Area() float64 {
    return 3.14 * c.Radius * c.Radius
}

func (c Circle) Perimeter() float64 {
    return 2 * 3.14 * c.Radius
}

ここでは、AreaとPerimeterという2つのメソッドが定義されています。これらのメソッドは、Circle構造体に関連付けられており、c Circleというレシーバを使用しています。

レシーバとは、メソッドがどの構造体に対して動作するかを指定するもので、他のプログラミング言語での「this」に相当します。Areaメソッドは、円の面積を計算して返し、Perimeterメソッドは周囲長を計算して返します。

main関数

func main() {
    myCircle := Circle{Radius: 5.0}
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の面積は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Area())
    fmt.Printf("半径 %.2f の円の周囲長は %.2f です。\n", myCircle.Radius, myCircle.Perimeter())
}

main関数はプログラムのエントリーポイントです。ここでは、Circle構造体のインスタンスを作成し、そのメソッドを呼び出して面積と周囲長を出力しています。fmt.Printf関数を使って、フォーマットされた出力を行っています。

まとめ

このプログラムは、Goにおける構造体とメソッドの使い方を理解するのに役立ちます。

特に、メソッドを定義し、それを構造体に関連付ける方法を学ぶことができます。

レシーバを使うことで、構造体に対して直接的に操作を行える点がGo言語の特徴です。

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この問題への質問・コメント

この問題を作成するにあたりAIを活用しています。

問題ないことは確認していますが、もし間違いや表現の違和感などありましたら、ご指摘頂けると大変助かります。






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