【C++】カプセル化とは？public, private, protected の違いと使い方

2025年8月21日

はじめに

オブジェクト指向プログラミングの三本柱の一つである「カプセル化 (Encapsulation)」は、**データ（メンバ変数）と、それを操作する手続き（メンバ関数）**を一つにまとめ、重要なデータを外部から守るための仕組みです。

C++では、アクセス指定子（public, private, protected）を使うことで、このカプセル化を実現します。これにより、オブジェクトの利用者は、知る必要のない内部構造を意識することなく、公開された安全な窓口（メンバ関数）だけを使ってオブジェクトを操作できます。

この記事では、3種類のアクセス指定子の役割と、カプセル化がなぜ重要なのかを、具体的なサンプルコードと共に解説します。

アクセス指定子の種類と役割

アクセス指定子は、クラスのメンバが、クラスの外部からアクセスできるかどうかを制御します。

public:: 公開。public: 以降に宣言されたメンバは、クラスの外部から誰でも自由にアクセスできます。
private:: 非公開。private: 以降に宣言されたメンバは、そのクラスの内部にあるメンバ関数からしかアクセスできません。外部からは完全に隠されます。クラスでアクセス指定子を省略した場合、デフォルトで private になります。
protected:: private に似ていますが、継承された子クラスからはアクセスが許可される、という特徴があります。

カプセル化の実践サンプルコード

このコードは、BankAccount（銀行口座）クラスを例に、口座残高（balance）を private にして外部から直接変更できないように保護し、public なメンバ関数（deposit, withdraw, getBalance）を通じてのみ、安全に操作できるようにしています。

完成コード

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class BankAccount {
private:
    // メンバ変数をprivateで宣言し、外部から隠蔽する
    string ownerName; // 口座名義人
    long balance;     // 残高

public:
    // コンストラクタ（オブジェクト作成時の初期化処理）
    BankAccount(string name, long initialDeposit) {
        ownerName = name;
        balance = initialDeposit;
    }

    // publicなメンバ関数を、操作のための窓口として公開する
    void deposit(long amount) { // 入金
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
            cout << amount << "円を入金しました。残高: " << balance << "円" << endl;
        }
    }

    void withdraw(long amount) { // 出金
        if (amount > 0 && balance >= amount) {
            balance -= amount;
            cout << amount << "円を出金しました。残高: " << balance << "円" << endl;
        } else {
            cout << "出金できませんでした。" << endl;
        }
    }

    long getBalance() { // 残高照会
        return balance;
    }
};

int main() {
    // BankAccountオブジェクトを作成
    BankAccount myAccount("山田 太郎", 50000);

    // publicなメンバ関数経由で操作
    myAccount.deposit(10000);
    myAccount.withdraw(5000);

    // privateなメンバ変数に直接アクセスしようとすると、コンパイルエラーになる
    // myAccount.balance = 999999; // エラー！ balanceはprivateです

    cout << "最終残高: " << myAccount.getBalance() << "円" << endl;

    return 0;
}

コードの解説とカプセル化の目的

データの隠蔽

balance（残高）という非常に重要なデータは private で宣言されています。これにより、main関数の中から myAccount.balance = 999999; のように、値を直接、不正に書き換えることができなくなります。

公開された操作の窓口

balance を変更する唯一の方法は、public で公開された deposit（入金）や withdraw（出金）といったメンバ関数を呼び出すことです。

カプセル化の目的

なぜこのようなことをするのでしょうか？それは、オブジェクトの安全性を保つためです。 withdraw 関数の中には、balance >= amount というチェックがあり、残高以上の金額は引き出せないようになっています。もし balance が public で、誰でも直接変更できてしまったら、この重要なチェックを無視して、残高をマイナスにすることも可能になってしまいます。

このように、カプセル化は、クラスの作者が意図した、安全で正しい方法でしかデータが操作されないことを保証するための、非常に重要な仕組みなのです。これにより、クラスの利用者は、その内部の詳細を気にすることなく、安心してそのクラス（オブジェクト）を使うことができます。