Python オーバーライドのシステム設計

Question

前提

環境：python(anaconda3)--3.8.5

特定の人の勤務時間・残業時間の入力受付の後、その勤務時間分の給与・残業時間分の給与を計算出力し、総支給額を出すシステム開発です．

なお、
1.K10_class.py(基底クラス)・K10_2012271.py(派生クラス)・K10_main.py(実行用)の3つのファイルを用いること
2. クラスが持つ属性は全て private とし、クラス変数は用いない
3. K10_main.py の変数は直接参照せず、既出の引数で完成させる
4. 残業時間と残業により得られる給与額を格納する属性は、値”-1”に初期化する
5. 氏名、正規の時間内の時給、勤務時間及びそれらから計算される給与データは KyuyoKeisanK10クラスがデータを格納することとし、派生クラス側にデータを格納する属性を作成しない
6. 派生クラスが持つメソッドとして、K10_main.py で呼び出されているものの内、kyuyoKeisan()とoutputKyuyo()は基底クラスのメソッドをオーバライドしながら利用するよう設計する事、他の必要なメソッドも併せて派生クラス内で定義する
7. K10_main.py とK10_class.py はそのまま用いる
8. 実行時に入力されるデータやインスタンスの名前に変更があっても正しく実行されるよう設計する
9. キーボードからの入力は K10_main.py 内で処理するが、エラー処理は考慮しない

以上の9つが前提となります.

実現したいこと

• 勤務時間・勤務給与の正しい出力
• 総支給額の計算アルゴリズム及び、正しい出力

発生している問題・エラーメッセージ

仙台太郎 さんの勤怠情報の入力
勤務時間[時間] 20
残業時間[時間] 10

仙台太郎 さんの今月の給与
勤務時間： -1 [時間] -1 円
残業時間： 10 [時間] 15000 円
総支給額： -1 円

正しい出力

仙台太郎 さんの勤怠情報の入力
勤務時間[時間] 20
残業時間[時間] 10

仙台太郎 さんの今月の給与
勤務時間： 20 [時間] 20000円
残業時間： 10 [時間] 15000 円
総支給額： 35000円

該当のソースコード

class KyuyoKeisanK10(object):
    def __init__(self,n,j):
        self.__name  = n
        self.__jikyu = j
        self.__kyuyo = -1
        self.__kinmuJikan = -1

    def kyuyoKeisan(self,k):
        self.__kinmuJikan = k
        self.__kyuyo = self.__jikyu * self.__kinmuJikan

    def outputName(self):
        return self.__name

    def outputKinmuJikan(self):
        return self.__kinmuJikan

    def outputKyuyo(self):
        return self.__kyuyo

from K10_class import KyuyoKeisanK10
class ZangyoKeisanK10(KyuyoKeisanK10):
    def __init__(self,n,j,z):
        super().__init__(n,j)
        self.__jikyu = j
        self.__zangyoTeate = z
        self.__zangyoJikan = -1

    def kyuyoKeisan(self,k,l):
        self.__zangyoJikan = l
        self.__kyuyo = (self.__jikyu * k) + (self.__zangyoTeate * l)
        self.__zangyoTeate = self.__zangyoTeate * self.__zangyoJikan       

    def outputZangyoJikan(self):
        return self.__zangyoJikan

    def outputZangyoTeate(self):
        return self.__zangyoTeate

import sys
from K10_2012271 import ZangyoKeisanK10

jikyu = 1000 #時給
zangyoTeate = 1500  #残業手当（時間あたり）

x = ZangyoKeisanK10('仙台太郎',jikyu,zangyoTeate)

print(super(ZangyoKeisanK10,x).outputName(),'さんの勤怠情報の入力')
print('勤務時間[時間]', end=" ")
kinmuJikan =  int(sys.stdin.readline())
print('残業時間[時間]', end=" ")
zangyoJikan = int(sys.stdin.readline())
x.kyuyoKeisan(kinmuJikan,zangyoJikan)
print()
print(x.outputName(),'さんの今月の給与')
print('勤務時間：',x.outputKinmuJikan(),'[時間]',super(ZangyoKeisanK10,x).outputKyuyo(),'円')
print('残業時間：',x.outputZangyoJikan(),'[時間]',x.outputZangyoTeate(),'円')
print('総支給額：',x.outputKyuyo(),'円')

他のエラー処理

K10_2012271.pyの4行目super().init(n.j)を無効化すると、
「ZangyoKeisanK10' object has no attribute '_KyuyoKeisanK10__name'」
といった属性エラーが表示されます.
こちらのデバッグ意図は、勤務時間・勤務給与の出力がを-1で返してしまっているのではないかとの推測でデバッグ致しました．

また、K10_2012271.pyの5行目self.__jikyuを無効化すると、
「'ZangyoKeisanK10' object has no attribute '_ZangyoKeisanK10__jikyu'」
といった属性エラーが表示されます．
こちらのデバッグ意図は、jikyuという変数は同ファイル4行目super().init(n.j)によって、K10_class.py内のjに格納されている変数をもちこしているのではないかとの推測でデバッグ致しました．

よろしくお願い致します．

Comments

[y_waiwai]

で、しつもんはなんでしょうか

Answer 1

前提をすべて満たすという条件のもとでなるべく変更を最小限にするならば、たとえば下記のようになるでしょうか。（そもそもの「変更してはいけない」KyuyoKeisanK10クラスの設計もあって、必ずしも良いコードであるとは言えないかもしれませんが）
（回答後半にさらに修正したバージョンも追記しています）

from K10_class import KyuyoKeisanK10
class ZangyoKeisanK10(KyuyoKeisanK10):
    def __init__(self,n,j,z):
        super().__init__(n,j)
        self.__jikyu = j
        self.__zangyoTeate = z
        self.__zangyoJikan = -1

    def kyuyoKeisan(self,k,l):
+       super().kyuyoKeisan(k)  # 追加
        self.__zangyoJikan = l
        self.__kyuyo = (self.__jikyu * k) + (self.__zangyoTeate * l)
        self.__zangyoTeate = self.__zangyoTeate * self.__zangyoJikan 
        
    def outputZangyoJikan(self):
        return self.__zangyoJikan

    def outputZangyoTeate(self):
        return self.__zangyoTeate

+   def outputKyuyo(self):    # 追加
+        return self.__kyuyo  # 追加

---

説明

修正前のコードで勤務時間と正規給与が-1となるのは、オーバーライドした kyuyoKeisan 関数で、勤務時間を正しく設定しておらず給与も計算されていないからです。
したがって、継承元の kyuyoKeisan 関数を呼び出して、勤務時間を設定し給与を計算しています。

また、勤務時間を出力する時、

print('総支給額：',x.outputKyuyo(),'円')

としていますが、この outputKyuyo 関数は継承元クラスの関数を呼び出しており、継承元の self.__kyuuyo は残業込みではありません。
したがって、継承先の kyuyoKeisan 内で outputKyuyo 関数をオーバーライドし、継承先で残業込みで計算された__kyuuyo を表示させる必要があります。

---

もうすこし修正するなら下記のようになるでしょうか。

• 元コードでは、__zangyoTeate が残業の時間単価と、残業代総額の2つの意味を持っているため、これを分けて整理しました。
• 元コードでは、ZangyoKeisanK10 の __init__ で　self.__jikyuu を設定しているが、これが条件5 に反している可能性があるため、self.__jikyuu は継承元クラス内にとどめる形に修正しました。

from K10_class import KyuyoKeisanK10
class ZangyoKeisanK10(KyuyoKeisanK10):
    def __init__(self,n,j,z):
        super().__init__(n,j)
-       self.__jikyu = j  # 削除
-       self.__zangyoTeate = z  # 下記に修正
+       self.__zangyo_jikyu = z
        self.__zangyoJikan = -1

    def kyuyoKeisan(self,k,l):
+       super().kyuyoKeisan(k)
        self.__zangyoJikan = l
-       self.__kyuyo = (self.__jikyu * k) + (self.__zangyoTeate * l)     # 下記2行に修正
-       self.__zangyoTeate = self.__zangyoTeate * self.__zangyoJikan     # 下記2行に修正  
+       self.__zangyoTeate = self.__zangyo_jikyu * self.__zangyoJikan
+       self.__kyuyo = super().outputKyuyo() + self.__zangyoTeate
        
    def outputZangyoJikan(self):
        return self.__zangyoJikan

    def outputZangyoTeate(self):
        return self.__zangyoTeate

+   def outputKyuyo(self):    # 追加
+        return self.__kyuyo  # 追加

Comments

[SHOW]

とても適切な回答有難うございました。
outputKyuyokeisanをオーバーライドさせる必要があったり、zangyoTeateの2つの意味の変数を分けて考える発想、とても勉強になりました。