Java Sliver 勉強⑤ カプセル化の適用

【出題項目の例】

• Javaの基本データ型と文字列の操作
• 演算子と制御構造
• 配列の操作
• クラスの宣言とインスタンスの使用
• メソッドの作成と使用
• カプセル化の適用
• 継承による実装の再利用
• インタフェースによる抽象化
• 例外処理
• モジュール・システム

カプセル化の適用

• アクセス修飾子の使用
• クラスに対するカプセル化の適用

アクセス修飾子の使用

Java のアクセス修飾子（Access Modifier：액세스 한정자）は、クラス・フィールド・メソッドのアクセス範囲を制限するためのキーワード。
適切に使うことでデータの隠蔽（カプセル化）や安全なコード設計が可能になる。

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アクセス修飾子の種類と適用範囲

修飾子	クラス内	同じパッケージ内	サブクラス（継承）	他のパッケージ
public	✅	✅	✅	✅
protected	✅	✅	✅	❌（継承すればOK）
（なし）	✅	✅	❌	❌
private	✅	❌	❌	❌

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アクセス修飾子の具体的な使い方

1. クラスに適用

• public → どこからでもアクセス可能
• （なし） → 同じパッケージ内でのみアクセス可能

// どこからでもアクセス可能
public class PublicClass {
    // クラス定義
}

// 同じパッケージ内でのみアクセス可能
class DefaultClass {
    // クラス定義
}

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2. フィールド・メソッドに適用

• private（カプセル化に重要！）
  → クラス内からのみアクセス可能
• protected
  → 同じパッケージ + 継承関係のクラスからアクセス可能
• public
  → どこからでもアクセス可能

public class Hero {
    private String name;  // 外部から直接アクセス不可（カプセル化）
    protected int hp;     // サブクラスからアクセス可能
    public int attackPower; // どこからでもアクセス可能

    // コンストラクタ
    public Hero(String name, int hp) {
        this.name = name;
        this.hp = hp;
    }

    // `private` フィールドのため `getter` / `setter` を用意
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // `public` メソッド
    public void attack() {
        System.out.println(name + "の攻撃！");
    }
}

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3. 継承関係での protected の使い方

• protected を使うと、サブクラスから直接アクセスできる！
• private だとサブクラスからは直接アクセス不可！

public class Hero {
    protected int hp = 100;  // 継承したクラスからアクセス可

    public void attack() {
        System.out.println("攻撃した！");
    }
}

public class SuperHero extends Hero {
    public void boost() {
        this.hp += 50;  // `protected` のためアクセス可
        System.out.println("HPが回復した！現在のHP：" + this.hp);
    }
}

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4. private を getter / setter で制御

• private だと直接アクセス不可！
• getter / setter を使って安全に値を取得・変更する！

public class Hero {
    private int hp;  // 直接アクセス不可（カプセル化）

    public Hero(int hp) {
        this.hp = hp;
    }

    // `getter` で値を取得
    public int getHp() {
        return hp;
    }

    // `setter` で値を変更（0未満の値は設定不可）
    public void setHp(int hp) {
        if (hp < 0) {
            this.hp = 0;
        } else {
            this.hp = hp;
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Hero hero = new Hero(100);
        
        System.out.println("初期HP: " + hero.getHp());
        hero.setHp(-50);  // 0 に補正される
        System.out.println("変更後のHP: " + hero.getHp());

        hero.setHp(80);
        System.out.println("変更後のHP: " + hero.getHp());
    }
}

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ポイント

チェック項目	説明
private の特徴	カプセル化のために使用！外部から直接アクセス不可！
protected の特徴	サブクラスからアクセス可能！ただし他のパッケージでは NG！
public の特徴	どこからでもアクセス可能！
クラスにはどの修飾子を使う？	基本 public、ただしパッケージ内限定なら省略
フィールドには？	基本 private（カプセル化）→ getter / setter を使用
メソッドには？	基本 public で外部から呼び出せるようにする！

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クラスに対するカプセル化の適用

1. フィールドを private にする
   • 外部から直接アクセスできないようにする。
2. getter / setter メソッドを定義する
   • データを取得 (getter)、変更 (setter) するメソッドを作ることで、必要な範囲でのみデータを操作できる。
3. データの不正な変更を防ぐ
   • setter で制約を加え、無効な値がセットされないようにする。
4. カプセル化によるメリット
   • データの保護: 外部からの不正な変更を防ぐ。
   • 保守性の向上: 内部の実装を変更しても外部への影響を最小限にできる。
   • コードの可読性向上: 明確なインターフェースを提供できる。

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ポイント

1. フィールドを private にする理由は？
   → 外部から直接アクセスを防ぎ、不正な変更を防ぐため。

2. カプセル化のメリットは？

   • データの保護（無効な値を防ぐ）
   • 保守性の向上（内部の実装変更が容易）
   • 可読性向上（データの管理が明確になる）

3. getter / setter を使用する理由は？
   → getter でデータを提供し、setter でデータ変更時の制約を加えられるため。

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