Javaクラスの基礎

概要

「Java SE 11 Programmer II (1Z0-816-JPN) 試験」の出題範囲「Javaの基礎」の自己学習メモになります

final修飾子とstatic修飾子

final修飾子

適用箇所	説明
クラス	final指定されたクラスを元に、サブクラスは作成できない
メソッド	final指定されたメソッドを元に、オーバーライドできない
変数	final指定された変数は、定数

構文

クラスに適用
[アクセス修飾子] final class class名{ }

メソッドに適用
[アクセス修飾子] final 戻り値の型 メソッド名( 引数 ){ }

変数に適用
[アクセス修飾子] final データ型 変数名 = 初期値;

final修飾子を利用したクラスとメソッドのサンプルコード

class SuperA {　}
final class SuperB　{}
class SuperC { void print(　){　} }
class SuperD { final void print(　){　} }

class ChildA extends SuperA {　} // OK
class ChildB extends SuperB {　} // NG
class ChildC extends SuperC { void print(){} } // OK
class ChildD extends SuperD { void print(){} } // NG

static修飾子

インスタンスとstatic間でのアクセスルールと、staticメンバの呼び出しは覚えたほうがいいです

クラス内に定義したメンバ間のアクセスルール

• クラス内で定義したインスタンスメンバ同士、staticメンバ同士は直接アクセスできる
• クラス内で定義したインスタンスメンバは、クラス内で定義したstaticメンバにアクセスできる
• クラス内で定義したstaticメンバは、クラス内で定義したインスタンスメンバにアクセスできない

サンプルコード

public class Test {
    int instanceVal;
    static int staticVal;
    int methodA() { return instanceVal; }      // OK
    int methodB() { return staticVal; }        // OK
    static methodC() { return instanceVal; }   // NG
    static methodD() { return staticVal; }     // OK
    static methodE() {                         // OK
        Test obj = new Test();
        return obj.instanceVal;
    }
}

列挙型

switch文の問題が出題されることが多いので、case(列挙値)を指定しないとコンパイルエラーになります

コンストラクタを記載する際は、アクセス修飾子はprivateにしないとコンパイルエラーになります

ordinalメソッドで取得する初期位置は0です

values()とvalueOf()メソッド

メソッド名	説明
static 列挙型 values()	列挙した値を全て配列で返す
static 列挙型 valueOf(String name)	引数で指定された名前を持つ値を全て返す

Enumクラスの主なメソッド

メソッド名	説明
final String name()	enum定数の名前を返す
String toString()	enum定数の名前を返す このメソッドは任意でオーバーライドできるが、nameメソッドはオーバーライドできない
final boolean equals(　Object ohter　)	指定されたオブジェクトがこのenum定数と同じ場合は、trueを返す
final int hashCode()	enum定数のハッシュコードを返す
static <T extends Enum<T>> T valueOf(　Class<T> enumType,String name　)	指定された名前をもつ、指定されたenum方のenum定数を返す
final int ordinal()	列挙宣言での位置を返す

列挙型のポイント

• 列挙型の定義ではenumキーワードを使用する
• クラス宣言と同様に、コンストラクタ、メソッド、メンバ変数を定義できる
• コンパイルするとクラスファイルが生成される
• 列挙した値を参照するには、「列挙型名.列挙した値」とする
• newキーワードによるインスタンス化はできない
• 列挙型によって作成されたクラスはfinalクラスであるため、extendsによる継承はできない
• 抽象メソッドの利用やインターフェースの実装は可能
• 列挙型はComparableインターフェースを実装しており、確定数は明記した順番で管理される

Objectクラス

他の問題と絡んで出てくることが多いので、toStringなどのメソッドがvoidで修飾している場合はオーバーライド扱いにならないなど学習したほうが良い

メソッド名	説明
boolean equals(　Object obj　)	自オブジェクトとobjectを比較し、同じオブジェクトであればtrueを返す
final Class<?> getClass()	このオブジェクトの実行時クラスを返す
int hashCode()	オブジェクトのハッシュコードを返す
String toString()	オブジェクトの文字列表現を返す

equals()メソッドとhashCode()メソッドのオーバーライド

問題で出題される場合は、この組み合わせの場合はfalseまたはtrueが返却される組み合わせが正しいか？みたいなケースが多いので、組み合わせのルールを学習したほう良い

instanceof演算子

左辺で指定した変数が、右辺で指定した型をもっていればtrueを返す
左辺と右辺が同一の型でなくても、右辺がスーパクラスやインターフェースで、左辺がそのサブクラスや実装クラスであればtrueを返す
左辺と右辺が継承関係がまったくない場合は、コンパイルエラーとなる

インターフェース

ソースコードを読んで回答する問題と絡んで出てくることが多いので、しっかり押さえたほうが良いです

インターフェースの特徴

• 変数を宣言すると、暗黙的にpublic static final修飾子が付与される
• インターフェースでの抽象メソッドで使用可能なのは、public、abstractのみ
• インターフェースでの具象メソッドでstaticメソッドは、public、private
• インターフェースでの具象メソッドでpublicメソッドの場合は、defaultのみ
• インターフェースでの具象メソッドで非staticメソッドは、privateのみ

staticな具象メソッド

構文

[アクセス修飾子] static 戻り値 メソッド名(引数) { 処理 }

static voide foo() { System.out.println("foo"); }

デフォルトメソッド

protectedは使用できない。付与するとコンパイルエラー

１つのインターフェースで複数定義することも可能です

構文

[public] default 戻り値 メソッド名(引数) { 処理 }

default void foo() { System.out.println("foo"); }

SE9以降では、privateな具象メソッドも定義できるようになりました

staticも使用可能

構文

private [static] 戻り値 メソッド名(引数) { 処理 }

private void foo() { System.out.println("foo"); }

インターフェースの継承

具象クラスと抽象クラスが継承できるクラスは１つだけですが、インターフェース複数のインターフェースを継承することが可能です

複数のインターフェースを継承する場合は、カンマ区切りで記載する

構文

[修飾子] class クラス名 implements インターフェース名 {　}

public interface Myinterface {　} // インターフェース
public class MyClass implements Myinterface {　} // 実装クラス

様々な実装クラス

インターフェースとクラスを同時に記載するこは可能だが、必ずextendsから記載すること！ implementsから記載するとコンパイルエラー

コンパイルエラーになるサンプルコード1

interface A {
    void method(); // 抽象method
}

interface X extends A {
    @Override
    default void method() { System.out.println("X"); }
}

interface Y extends A {
    @Override
    default void method() { System.out.println("Y"); }
}

class MyClass implements X,Y { } // このクラスが原因でコンパイルエラー

MyClassのmethodメソッドが呼び出された際に、XとYのどちらを呼び出せがいいか分からなくなるためコンパイルエラー

コンパイルエラーになるサンプルコード1を解決するサンプルコード1

class MyClass implements X,Y {
    @Override
    default void method() { System.out.println("MyClass"); } 
}

MyClassで更にオーバーライドすればコンパイル、実行可能です

明示的に呼び出すサンプルコード2

class MyClass implements X,Y {
    @Override
    default void method() { X.super.method(); } 
}

親インターフェース名.super.メソッド名() で明示的に呼び出すことが可能です

クラスが優先されて呼び出されるサンプルコード3

interface A {
    void method();
}

interface X extends A { // Aインターフェースのサブインターフェース
    @Override
    default void method() { System.out.println("X"); }
}

class Y implements A { // Aインターフェースの実装クラス
    @Override
    public void method() { System.out.println("Y"); }
}

class MyClass extends Y implements X { }

public class Main {
    public static void main(　String[] args　) {
        MyClass obj = new MyClass();
        obj.method();
    }
}

実行結果

Y

ネストクラス

java言語ではクラス定義の中に、さらにクラスを定義することができます。これをネクストクラスと呼びます

ネストクラスのルール

staticクラス/非staticクラス

• 外側のクラスと同じ名前(クラス名)は使用できない
• アクセス修飾子(public、private、protected)を使用できる
• abstract修飾子、final修飾子を使用できる

staticクラスのみ

• 非staticメンバ、staticメンバを持つことができる
• 外側のクラスで定義したインスタンス変数にアクセスできない

非staticクラスのみ

• staticメンバを持つことができない
• 外側のクラスで定義したインスタンス変数、static変数にアクセスできる

ネクストクラスはコンパイルすると、外側のクラス名$ネクストクラス名.classというファイル名になる

ネクストクラスのアクセス

構文

非staticクラスの場合
外側のクラス名.非staticクラス名 変数名 = new 外側のクラス名().new 非staticクラス名;

Outer.A a = new Outer.new A();

staticクラスの場合
外側のクラス名.staticクラス名 変数名 = new 外側のクラス名.staticクラス名;

Outer.B b = new Outer.B();

staticクラスの場合は、
new 外側のクラス名.staticクラス名().メソッド名();
外側のクラス名.staticクラス名().メソッド名();
new staticクラス名().メソッド名();
staticクラス名().メソッド名();
というパターンが存在する

ローカルクラス

ローカルクラスとは、あるクラスのメソッド内に定義したクラスのことです

class Outer {
    void method() {
        class A { // ローカルクラス
        }
    }
}

ローカルクラスのルール

• アクセス修飾子(public、private、protected)を使用できない
• static修飾子を使用できない
• abstract修飾子、final修飾子を使用できる
• 外側のクラスのメンバにアクセスできる
• ローカルクラスから外側のクラスのメソッドの引数およびローカル変数にアクセスするには、各変数がfinalでなければならない

匿名クラス

ラムダ式などで必ず必要となる知識なので、しっかり学習しておきましょう

匿名クラスとは、クラス名を指定せずに、クラス定義とインスタンス化を1つの式として記述したクラスのことです

匿名クラスは1つの式として定義するために最後にセミコロンが必要です

class Outer {
    void　method() {
        new スーパクラス名またはインターフェース名() { // 匿名クラス

        }; // セミコロンは必須
    ]
}

匿名クラスのルール

• アクセス修飾子(public、private、protected)を使用できない
• static修飾子を使用できない
• abstract修飾子、final修飾子を使用できない
• 外側のクラスのメンバにアクセスできる
• 外側のクラスのメソッドの引数および、ローカル変数にアクセスできる(ただし、暗黙的にfinalであること)