Javaオブジェクトとクラス：コアOOP概念を完全理解

Javaのオブジェクト指向サポート

Javaはオブジェクト指向言語として、以下の基本概念をサポートします：

• ポリモーフィズム（多態性）
• 継承
• カプセル化
• 抽象化
• クラス
• オブジェクト
• インスタンス
• メソッド
• メッセージパッシング

本章では「クラス」と「オブジェクト」に焦点を当てます。

オブジェクトとは

現実世界には車、犬、人間など多数のオブジェクトが存在し、すべて状態と振る舞いを持ちます。

• 犬の状態：名前、品種、色
• 犬の振る舞い：吠える、尻尾を振る、走る

ソフトウェアオブジェクトも同様に、状態はフィールドに格納、振る舞いはメソッドで表現されます。メソッドがオブジェクト内部状態を操作し、オブジェクト間通信はメソッド呼び出しで行われます。

クラスとは

クラスは個々のオブジェクトを生成するための設計図（ブループリント）です。

クラス定義例

public class Dog {
  String breed;
  int age;
  String color;
  void barking() { }
  void hungry() { }
  void sleeping() { }
}

クラスに含まれる変数の種類

• ローカル変数：メソッド/コンストラクタ/ブロック内で定義。メソッド内で宣言・初期化、完了時に破棄
• インスタンス変数：クラス内、メソッド外で定義。インスタンス化時に初期化。同クラスの全メソッド/コンストラクタ/ブロックからアクセス可能
• クラス変数：クラス内、メソッド外、staticキーワード付きで宣言

コンストラクタ

クラスには必ずコンストラクタがある。明示しなければJavaコンパイラがデフォルトコンストラクタを生成。新オブジェクト作成時に必ず1つ以上のコンストラクタが呼び出される。ルール：クラス名と同名、戻り値型なし、複数定義可（オーバーロード）。

コンストラクタ例

public class Puppy {
  public Puppy() { }                    // 引数なし
  public Puppy(String name) {           // 引数あり
    // パラメータ name を使用
  }
}

Javaはシングルトンクラス（インスタンス1つのみ）もサポート。

オブジェクトの生成（3ステップ）

1. 宣言：オブジェクト型の変数宣言
2. インスタンス化：newキーワードでオブジェクト生成
3. 初期化：newに続けてコンストラクタ呼び出し、初期化完了

オブジェクト生成例

public class Puppy {
  public Puppy(String name) {
    System.out.println("Passed Name is :" + name);
  }
  public static void main(String[] args) {
    Puppy myPuppy = new Puppy("tommy");  // 3ステップ一度に
  }
}

Passed Name is :tommy

インスタンス変数とメソッドへのアクセス

生成したオブジェクト経由でアクセス：

/* オブジェクト生成 */
ObjectReference = new Constructor();
/* 変数アクセス */
ObjectReference.variableName;
/* メソッド呼び出し */
ObjectReference.MethodName();

アクセス例

public class Puppy {
  int puppyAge;
  public Puppy(String name) {
    System.out.println("Name chosen is :" + name);
  }
  public void setAge(int age) { puppyAge = age; }
  public int getAge() {
    System.out.println("Puppy's age is :" + puppyAge);
    return puppyAge;
  }
  public static void main(String[] args) {
    Puppy myPuppy = new Puppy("tommy");
    myPuppy.setAge(2);
    myPuppy.getAge();
    System.out.println("Variable Value :" + myPuppy.puppyAge);
  }
}

Name chosen is :tommy
Puppy's age is :2
Variable Value :2

ソースファイル宣言ルール

• 1ソースファイルにpublicクラスは1つのみ
• 非publicクラスは複数可
• publicクラス名＝ソースファイル名（.java付き）
• package文がある場合はファイル先頭に記述
• import文はpackage文とクラス宣言の間に記述（packageなしなら先頭行）
• import/package文はファイル内全クラスに適用（クラスごとに別指定不可）

Javaパッケージ

クラス/インターフェースを分類・整理する仕組み。大規模開発では必須。

import文

完全修飾名（パッケージ＋クラス名）を与えるとコンパイラが容易に特定可能。import文で場所を指定。例：import java.io.*;でjava_installation/java/io配下全クラスを読み込み。

ケーススタディ：Employee / EmployeeTest

2クラス構成で実践的な例を示します。

Employee.java

import java.io.*;
public class Employee {
  String name;
  int age;
  String designation;
  double salary;

  public Employee(String name) { this.name = name; }
  public void empAge(int empAge) { age = empAge; }
  public void empDesignation(String empDesig) { designation = empDesig; }
  public void empSalary(double empSalary) { salary = empSalary; }
  public void printEmployee() {
    System.out.println("Name:"+ name);
    System.out.println("Age:" + age);
    System.out.println("Designation:" + designation);
    System.out.println("Salary:" + salary);
  }
}

EmployeeTest.java

import java.io.*;
public class EmployeeTest {
  public static void main(String[] args) {
    Employee empOne = new Employee("James Smith");
    Employee empTwo = new Employee("Mary Anne");
    empOne.empAge(26);
    empOne.empDesignation("Senior Software Engineer");
    empOne.empSalary(1000);
    empOne.printEmployee();
    empTwo.empAge(21);
    empTwo.empDesignation("Software Engineer");
    empTwo.empSalary(500);
    empTwo.printEmployee();
  }
}

コンパイル・実行・出力

C:\> javac Employee.java
C:\> javac EmployeeTest.java
C:\> java EmployeeTest
Name:James Smith
Age:26
Designation:Senior Software Engineer
Salary:1000.0
Name:Mary Anne
Age:21
Designation:Software Engineer
Salary:500.0

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次回はJavaの基本データ型と、アプリケーション開発での活用法を説明します。