インスタンスとオブジェクトについての違いと理解方法

質問

• ローカル変数はメソッドごとに異なる変数として扱われ、インスタンス変数は同じインスタンス内であればメソッド定義を超えてその値を参照したり、変更したりできます。
• インスタンス変数は、インスタンスごとに違う値を持ち、インスタンスがある間は値を保持しておいて何度でも利用することができます。
• 一方、ローカル変数はメソッド呼び出しごとに新しく割り当てられるため、メソッドから抜けると値を忘れてしまいます。

回答No.2

siffon9 · ベストアンサー

こんにちは
これは実際にクラスを定義して説明しないと分かりにくいのかなと思います。
なので簡単なプログラムを書いてみました。
（段付けに全角のスペースを使用しているので実行させる場合は半角スペースに書き換えが必要です）

後半の# => の右に書いてあるのがプログラムを実行したときに表示される文字です。
-------------------------------
class Person
　def set_name(name)
　　@name = name
　　puts "Set @name : #{@name}"
　end

　def print_name
　　puts "My name is #{@name}"
　end

　def set_age(age)
　　var = age
　　puts "Set age : #{var}"
　end

　def set_height(height)
　　var = height
　　puts "Set height : #{var}"
　end
end

taro = Person.new
taro.set_name("Taro") # => Set @name : Taro
taro.print_name # => My name is Taro
taro.set_age(20) # => Set age : 20
taro.set_height(170) # => Set height : 170

jiro = Person.new
jiro.set_name("Jiro") # => Set @name : Jiro
jiro.print_name # => My name is Taro
-------------------------------

前半でPersonというクラスを定義しています。このクラスでは４個のメソッドと、@nameというインスタンス変数、下の二つのメソッドではvarというローカル変数を使用しています。
このクラスの定義が、言い換えれば設計図になります。
例えば一つの自動車の設計図から実体としての自動車がいくつも製造できるように、クラスの定義からも実体をいくつも作ることができて、この実体をインスタンスと言います。では、実体としてのインスタンスが何処にできるかというとコンピュータのメモリ空間の中に作られるのですね。具体的にどうなっているかは、今のところはあまり気にする必要はありません。

ではクラスの定義（設計図）からどうやってインスタンス（実体）を作るのかというと、それが次のプログラム行になります。

taro = Person.new
jiro = Person.new

ここではtaroとjiroという二つのインスタンス（実体）を作っています。インスタンスの中にはクラスの定義のとおりに@nameというインスタンス変数が存在して、４個のメソッドが使用可能になります。また、taroとjiroはそれぞれ個別の実体になります。ですからそれぞれの中に存在するインスタンス変数@nameもそれぞれ別のものとなります。

ここで、taroというインスタンスをみましょう。

taro.set_name("Taro") # => Set @name : Taro
taro.print_name # => My name is Taro

taroインスタンスのset_nameメソッドを利用して、インスタンス変数@nameに"Taro"という値をセットしていますね。次にtaroインスタンスのprint_nameというメソッドを利用して@nameの値を読み出して表示しています。同じインスタンス内のあるメソッドで設定したインスタンス変数の値が、同じインスタンス内の別のメソッドで読むことができるということですよね。つまりインスタンス変数はインスタンスの中にメソッドとは関係なく存在して値が保持されるということです。これが「同じインスタンス内であればメソッド定義を越えてその値を保持したままでいられる」という意味です。

つぎにローカル変数についてですが、
ローカル変数というのはメソッドの実行開始時に、コンピュータのメモリ空間のどこかに生成されてメソッドに実行が終わると破棄されて存在しなくなってしまいます。

taro.set_age(20) # => Set age : 20
taro.set_height(170) # => Set height : 170

このプログラム行では各の行で、taroインスタンスのset_ageメソッドとset_heghtメソッドが実行して、それぞれのメソッドでvarというローカル変数が使用されています。
set_ageメソッド開始時に作られたvarというローカル変数はset_ageメソッド終了時に破棄されます。そしてset_heghtメソッド実行時にまた別に作られます。つまりset_ageメソッドで使用したローカル変数varとset_hetghtメソッドで使用されたローカル変数は同じ名前ですが、まったくの別物ということですね。
ですからインスタンス変数の様に、あるメソッドでセットした値を別のメソッドで読み取るということは当然できません。これが「ローカル変数がメソッドごとに異なる」の意味です。

> hello = "Hello, Ruby."
> p hello
> puts hello
> print hello
>
> どのメソッドでもローカル変数が持つ値は
> 変わらないと思っていたのですが。

この４行のhelloというローカル変数が、ひとまとめで見えない一つのメソッドの中に書かれていると考えてみて下さい。

def 見えないメソッド
　hello = "Hello, Ruby."
　p hello
　puts hello
　print hello
end

見えないメソッド開始時にhelloというローカル変数が作られて、見えないメソッド終了時にhelloというローカル変数は破棄されます。その間ではhelloは一つの変数として値を保持したまま存在します。

私も詳しく理解しているわけではありませんので、アバウトな説明になってしまいましたが、ご理解の一助にしていただければ幸いです。

お礼

回答ありがとうございます！

例え話はとても分かりやすいですね。
イメージではそれほど難しくなかったので、
言葉に表すととても長くなってしまい、
大変な思いをさせました。

本では、インスタンス変数を使うには
初期化しないと nil が返されると書かれています。
initialize メソッドで初期化するために
あなたが書いてくれたコードを
少し書き換えて実行してみたのですが、
ArgumentError となってしまいます。

また少し調べてみます。
ありがとうございました。