C3アルゴリズム

2023年10月16日

C3アルゴリズム（C3 Linearization Algorithm）は、多重継承をサポートするオブジェクト指向プログラミング言語において、クラスのメソッド解決順序（Method Resolution Order, MRO）を特定するアルゴリズムの一つです。C3アルゴリズムは、名前の衝突やダイヤモンド問題（Diamond Problem）を回避するために使用されます。特に、Pythonなどの言語で広く使用されています。

C3アルゴリズムは、以下の原則に基づいてMROを計算します：

1. 線形化（Linearization）: 複数の親クラスからメソッドや属性を継承する場合、それらのクラスの線形化を行います。つまり、MROの順序を1つのリストに並べます。

2. 深さ優先（Depth-First）: 親クラスが同じ深さにある場合、その親クラスの順序は保持されます。つまり、深さ優先の順序が維持されます。

3. 協調（Coadjacency）: 各親クラスの順序は、協調を優先して計算されます。つまり、各クラスにおいて名前の衝突が発生した場合、最初に現れたクラスが優先されます。

C3アルゴリズムは、これらの原則を遵守しながら、親クラス間のMROを計算し、メソッド呼び出しの解決順序を提供します。これにより、名前の衝突やダイヤモンド問題を解決し、クラス階層の設計がより予測可能になります。

以下は、Pythonのクラス階層でC3アルゴリズムが適用される例です：

python
class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

class D(B, C):
    pass

# クラスDのMROを表示
print(D.mro())

この例では、クラスDがクラスBとクラスCを複数継承しています。D.mro() を呼び出すことで、C3アルゴリズムによって計算されたMROが表示されます。これにより、D, B, C, A の順序でメソッド呼び出しの解決が行われることが示されます。

C3アルゴリズムは、多重継承をサポートする言語で複雑なクラス階層を効果的に解決するために非常に重要なアルゴリズムです。