Pythonで時刻を表すクラスを作成し、時間計算を行う

 クラス設計

時刻を表すクラスとして、Timeクラスを作成します。このクラスは、時、分、秒の3つの属性を持ち、時間計算を行うためのメソッドを定義します。

Python

class Time:
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second

    def __str__(self):
        return f"{self.hour:02d}:{self.minute:02d}:{self.second:02d   }"

    def __add__(self, other):
        """ 時間の足し算 """
        sec = self.second + other.second
        min = self.minute + other.minute + sec // 60
        hour = self.hour + other.hour + min // 60
        min %= 60
        sec %= 60
        return Time(hour, min, sec)

    def __sub__(self, other):
        """ 時間の引き算 """
        sec = self.second - other.second
        if sec < 0:
            sec += 60
            min -= 1
        min = self.minute - other.minute + sec // 60
        if min < 0:
            min += 60
            hour -= 1
        hour = self.hour - other.hour + min // 60
        min %= 60
        sec %= 60
        return Time(hour, min, sec)

各メソッドの解説

• __init__: コンストラクタ。時刻の各要素を属性に格納します。
• __str__: 文字列表示用のメソッド。時刻を「時:分:秒」のフォーマットで返します。
• __add__: 時間の足し算を行うメソッド。秒、分、時それぞれで計算を行い、60を超えた場合は繰り上げを行います。
• __sub__: 時間の引き算を行うメソッド。__add__と同様に、繰り下がり処理を行います。

使用例

Python

# 時間オブジェクトの作成
time1 = Time(10, 30, 20)
time2 = Time(2, 45, 10)

# 時間の足し算
result_add = time1 + time2
print(result_add)  # 出力: 13:15:30

# 時間の引き算
result_sub = time1 - time2
print(result_sub)  # 出力: 07:45:10

ポイント

• 特別なメソッド: __add__や__sub__は、Pythonの特別なメソッドで、これらを実装することで、クラスのオブジェクトを+や-の演算子で直接計算することができます。
• 繰り上げ・繰り下げ: 時間の計算では、60秒で1分、60分で1時間に繰り上げ・繰り下げを行う必要があります。
• 可読性: コードの可読性を高めるために、変数名などを適切に設定しています。

拡張

• 負の時間: 負の時間を扱う場合、__init__で入力値のチェックを行うなど、追加の処理が必要になります。
• 時間と日付の組み合わせ: datetimeモジュールと組み合わせて、日付と時刻を同時に扱うクラスを作成することも可能です。
• 時刻のフォーマット: strftimeメソッドを使って、様々なフォーマットで時刻を表示できます。

このクラスをベースに、より複雑な時間計算や、日付との組み合わせなど、様々な機能を追加していくことができます。