Javaまとめ

curl -s "https://get.sdkman.io" | bash
source "$HOME/.sdkman/bin/sdkman-init.sh"

sdk version

SDKMAN!
script: 5.18.2
native: 0.4.6

# 最新LTSのJavaをインストール
sdk install java

java --version
openjdk 21.0.3 2024-04-16 LTS
OpenJDK Runtime Environment Temurin-21.0.3+9 (build 21.0.3+9-LTS)
OpenJDK 64-Bit Server VM Temurin-21.0.3+9 (build 21.0.3+9-LTS, mixed mode)

.
├── build
│   ├── classes
│   │   └── java
│   │       └── main
│   │           └── org
│   │               └── example
│   │                   └── Main.class
│   ├── generated
│   │   └── sources
│   │       ├── annotationProcessor
│   │       │   └── java
│   │       │       └── main
│   │       └── headers
│   │           └── java
│   │               └── main
│   └── tmp
│       └── compileJava
│           └── previous-compilation-data.bin
├── build.gradle.kts
├── gradle
│   └── wrapper
│       ├── gradle-wrapper.jar
│       └── gradle-wrapper.properties
├── gradlew
├── gradlew.bat
├── settings.gradle.kts
└── src
    ├── main
    │   ├── java
    │   │   └── org
    │   │       └── example
    │   │           └── Main.java
    │   └── resources
    └── test
        ├── java
        └── resources

plugins {
    id("java")
}

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    testImplementation(platform("org.junit:junit-bom:5.10.0"))
    testImplementation("org.junit.jupiter:junit-jupiter")
}

./gradlew tasks

tasks.test {
    useJUnitPlatform()
}

tasks.register("hello") {
    group = "Other"
    doLast {
        println("Hello World!!")
    }
}

./gradlew hello

> Task :hello
Hello World!!

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello world!");
    }
}

String str = "Java";

System.out.println("Hello, " + "World!!");
System.out.println("Hello, ".concat("World!!"));

        // StringBuilder
        var sb = new StringBuilder();
        for(var i = 0; i < 100; i++) {
            sb.append(i);
        }
        var str = sb.toString();
        System.out.println(str);

        var sb = new StringBuilder();

        System.out.println(sb.capacity()); // 16
        sb.append("a".repeat(17));
        System.out.println(sb.capacity()); // 34

        // 文字列の長さ
        System.out.println("abcde".length()); // 5

        // 小文字、大文字
        System.out.println("upper".toUpperCase());
        System.out.println("LOWER".toLowerCase());

        // 空白　isEmpty, isBlank, trim
        var emptyStr = "   ";
        System.out.println("emptyStr is empty : " + emptyStr.isEmpty()); // false
        System.out.println("emptyStr is blank : " + emptyStr.isBlank()); // true

        var includeSpaceStr = "     Java        ";
        System.out.println(includeSpaceStr);
        System.out.println(includeSpaceStr.trim());
        System.out.println(includeSpaceStr.strip()); // Unicodeの空白文字全体を対象

        var name = "Alice";
        var age = 20;
        var formated = String.format("user name is %s. age is %d", name, age);
        System.out.println(formated);

        formated = "";
        formated = "user name is %s. age is %d".formatted(name, age);
        System.out.println(formated);

        System.out.printf("%s\n", "Java");
        System.out.printf("%d\n", 21);
        System.out.printf("%f\n", 1.11); // 1.110000
        System.out.printf("%.2f\n", 1.11); // 1.11
        System.out.printf("%x\n", 255); // ff
        System.out.printf("%04d\n", 1); // 0001

        // substring
        var day = "2024/5/8";
        System.out.println("today is " + day.substring(7) + " day");
        System.out.println("today is " + day.substring(0, 4) + " year");

        // split
        var arr = day.split("/");
        for (var s : arr) {
            System.out.println(s);
        }

        // startWith, endWith
        class Id {
            static String get(int num) {
                return num == 0 ? "01-xxxx" : "xxxx-a";
            }
        }

        System.out.println("start with 01: " + Id.get(0).startsWith("01")); // true
        System.out.println("end with a: " + Id.get(1).endsWith("a")); // true

        // charの話
        char a = 'a';
        for(char c : "Java".toCharArray()) {
            System.out.println(c);
        }

        var p = Pattern.compile("^Hello, World(!+)?$");
        var m1 = p.matcher("Hello, World");
        var m2 = p.matcher("Hello, World!");
        var m3 = p.matcher("Hello, World!!");
        var m4 = p.matcher("Hello, World!!$");

        System.out.println("m1: "+m1.find());
        System.out.println("m2: "+m2.find());
        System.out.println("m3: "+m3.find());
        System.out.println("m4: "+m4.find());

        var p2 = Pattern.compile("(\\d{3})-(\\d{3})-(\\d{4})");
        var m5 = p2.matcher("049-111-2222");

        if(m5.find()) {
            System.out.println(m5.group());
            System.out.println(m5.group(1));
            System.out.println(m5.group(2));
            System.out.println(m5.group(3));
        }

        var pass = "ajeiuikoljlx";
        var passPattern = Pattern.compile("[a-zA-Z]");
        var passMatcher = passPattern.matcher(pass);
        System.out.println(passMatcher.replaceAll("x"));

        System.out.println(Arrays.toString("😄".getBytes()));
        // [-16, -97, -104, -124]

        // テキストブロック Java 15
        var json = """
                {
                    "name": "Alice",
                    "age": 20,
                }
                """;
        System.out.println(json);

        // 文字列テンプレート Java 21 プレビュー機能
        var lang = "Java";
        System.out.println(STR."This code is \{lang}");

        // 32ビット整数
        int num = 1;
        Integer num2 = 2;

        // 64ビット整数 数字の後に`L`をつける
        long num3 = 3L;
        Long num4 = 4L;

        // 32ビット浮動小数 数字の後に`f`をつける
        float num5 = 0.1f;
        Float num6 = 0.1f;

        // 64ビット浮動小数
        double num7 = 0.1;
        Double num8 = 0.1;

        // 四則演算

        // 足し算
        System.out.println(num + num); // 2
        System.out.println(num + num2); // 3(後述のアンボクシングが働く)

        // 引き算
        System.out.println(5 -1); // 4

        // 掛け算
        System.out.println(2 * 5); // 10

        // 割り算
        System.out.println(10 / 2); // 5
        // System.out.println(10 / 0); // 0徐算 ArithmeticExceptionが発生する

        // 暗黙的な型変換
        System.out.println(num + num5); // 1.1

        // オートボクシングとアンボクシング
        var list = new ArrayList<Integer>();

        // オートボクシングでintからIntegerに自動変換される
        list.add(1);
        list.add(2);

        // アンボクシングでIntegerからintに自動変換される
        int sum = 0;
        for(int i : list) {
            sum += i;
        }

        // オートボクシングのパフォーマンス影響
        // 毎回Integerインスタンスを生成することになりとてもコストがかかる処理になってしまう
        // IntelliJはこのようなとき警告出してくれるので便利
        Integer sum2 = 0;
        for(var i = 0; i < 1000;i++) {
            sum2 += i;
        }

        // Integerはnullを受け入れるので、以下のようにnullが混入する場合もある
        // 以下の場合、nullのラッパークラスをアンボクシングしようとしてNullPointerExceptionが発生する
//        list.add(null);
//        for(var i : list) {
//            i++; // この処理に特に意味はない
//        }

        // 小数の計算は正確には表現できない
        // プログラムにおける小数は近似値でしかなく以下のような誤差が生じてしまう
        // お金の計算のような誤差が許されないような計算をする場合はBigDecimalを利用する
        System.out.println(1.00 - 9 * 0.10); // 0.09999999999999998

        var n1 = new BigDecimal("1.00");
        var n2 = new BigDecimal("9");
        var n3 = new BigDecimal("0.10");

        System.out.println(n1.subtract(n2.multiply(n3))); // 0.10

        // 文字列 -> 数値
        Integer.parseInt("1");
        try {
            Integer.parseInt("a");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getClass()); // class java.lang.NumberFormatException
            System.out.println(e.getMessage()); // For input string: "a"
        }

        // for文
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print(i); // 0123456789
        }

        /// 拡張for文
        var list = List.of(1, 2, 3);
        for(var num : list) {
            System.out.print(num); // 123
        }

        var result = calculator.add(1, 2);
        if(result == 3) {
            System.out.println("result is 3!!");
        } else if(result == 5) {
            System.out.println("result is 5!!");
        } else {
            System.out.println("result is other!!");
        }

        /// 三項演算子
        var message = result == 3 ? "result is 3!!" : "result is " + result;
        System.out.println(message);

        // while
        // 123445678910
        var counter = 0;
        while(counter < 10) {
            counter++;
            System.out.print(counter);
        }

        counter = 0;
        System.out.println();

        // 123445678910
        // do-whileは最初に処理ブロックが評価されるので絶対一回は処理が実行される
        // どちらでもいいがｄo-whileでないといけない場面もほとんどないかつ、
        // 条件が最初にきていたほうが読みやすいので前者の書き方推奨
        do {
            counter++;
            System.out.print(counter);
        } while (counter < 10);

        // switch式 Java12
        // switch式は式なので変数に結果を代入できる
        // breakがいらない
        // Java12以降であればswitch式を推奨
        var result3 = calculator.add(1, 2);
        switch (result3) {
            case 0 -> System.out.println("result 0");
            case 1 -> System.out.println("result 1");
            default -> System.out.println("result " + result3);
        }

        var result4 = calculator.add(1,1);
        var result5 = switch (result4) {
            case 0 -> 0;
            case 1, 2 -> result4 * 2;
            default -> result4;
        };

        System.out.println(result5); // 4

        // 配列

        // 初期化1　配列のサイズを指定 この場合はサイズ5でnullが格納される
        var strArr = new String[5];

        // 初期化2 宣言と同時に初期値を指定
        strArr = new String[]{"a", "b", "c"};

        var arr = new int[2];

        // 配列への書き込み
        arr[0] = 1;
        arr[1] = 2;

        // 配列の読み込み
        System.out.printf("arr[0]: %d arr[1]: %d%n", arr[0], arr[1]); // arr[0]: 1 arr[1]: 2

        // 配列のサイズを超えた要素にアクセスするとエラー
        try{
            arr[2] = 3;
        } catch(IndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("サイズを超えた要素にアクセスするとエラー");
        }

        // 配列のループ
        for(var i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }

        for(var num : arr) {
            System.out.println(num);
        }

        // 多次元配列
        var matrix = new int[][] {
                {1, 2, 3},
                {1, 2, 3},
                {1, 2, 3},
        };

        System.out.println("---------------------------------------------------");

        // List
        // Listはインターフェースで実際の実装クラスがある
        // 代表的なのがArrayListでLinkedListといったクラスもある
        var arrayList = new ArrayList<Integer>();
        var linkedList = new LinkedList<Integer>();

        // 追加
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);

        // 取得
        System.out.println(arrayList.get(1)); // 2

        // 削除
        System.out.println(arrayList); // [1,2]
        arrayList.remove(1);
        System.out.println(arrayList); // [1]

        // contains
        if(arrayList.contains(1)) {
            System.out.println("arrayList contains `1`");
        }

        // isEmpty
        arrayList.clear();
        if (arrayList.isEmpty()) {
            System.out.println("arrayList is empty");
        }

        // immutableList
        List<Integer> immutableList = List.of(1, 2, 3);
        try {
            immutableList.add(4);
        }catch (UnsupportedOperationException e) {
            System.out.println("イミュータブルListは変更できないよ");
        }

        // sort
        var sortList = new ArrayList<>(List.of(2, 3, 1));
        System.out.println(sortList); // [2, 3, 1]
        Collections.sort(sortList); // 自然な順序でソート
        System.out.println(sortList); // [1, 2, 3]

        // 匿名クラスでComparatorインターフェースのcompareメソッドを実装する
        sortList.sort(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return Integer.compare(o2, o1);
            }
        });
        System.out.println(sortList); // [3, 2, 1]

        // ラムダ式
        sortList.sort((o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2));
        System.out.println(sortList); // [1, 2, 3]
        // メソッド参照
        sortList.sort(Comparator.comparingInt(o -> o));

        // Set
        var set = new HashSet<Integer>();
        var linkedHashSet = new LinkedHashSet<Integer>();
        var treeSet = new TreeSet<Integer>();
        
        var immutableSet = Set.of(1, 2, 3);
        
        // Map
        var map = new HashMap<String, String>();
        var linkedHashMap = new LinkedHashMap<String, String>();
        var treemap = new TreeMap<String, String>();
        
        var immutableMap = Map.of("key1", 1, "key2", 2);

package org.example;

public class ClassDemo {
    public static class User {
        // プロパティ
        private String name;
        private int age;

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

        // getter / setter
        public String getName() {
            return name;
        }

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

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "User{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }

        public String hello() {
            return "Hello, " + this.name;
        }
    }

    public static void demo() {
        var user = new User("Tanaka", 20);
        System.out.println(user);
        System.out.println(user.hello());
    }
}

package org.example;

public abstract class AbstractUser {
    private String name;
    private int age;

    protected AbstractUser(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String hello() {
        return "Hello, " + this.name;
    }

    public abstract String greet();

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

public interface Greetor {
    void greet();

    // 定数 public static finalは省略できる
    String HELLO = "Hello";

    // デフォルト実装
    default void hello() {
        System.out.println(HELLO + "!!");
        greet();
    }
}

package org.example;

import java.util.EnumSet;
import java.util.Optional;
import java.util.regex.Pattern;

public class ConstantsDemo {
    // 定数
    public static final String MESSAGE_1 = "Hello, World!!";
    // Patternオブジェクトなんかは毎回インスタンス化せずに定数で宣言しておく方が
    // 毎回インスタンスを生成せずに済むため効率が良いことが多い
    public static final Pattern MOBILE_PHONE_PATTERN = Pattern.compile("^\\d{3}-\\d{4}-\\d{4}$");

    // enum
    enum StatusCode {
        OK(200, "Success"),
        NOT_FOUND(404, "Not Found")
        ;

        // フィールド
        private final int code;
        private final String message;

        // コンストラクタ
        StatusCode(int code, String message) {
            this.code = code;
            this.message = message;
        }

        // code -> enum
        public static Optional<StatusCode> codeOf(int code) {
            return EnumSet.allOf(StatusCode.class).stream().filter(sc -> sc.code == code).findFirst();
        }
    }

    public static void demo() {
        System.out.println(MESSAGE_1); // Hello, World!!

//        MESSAGE_1 = ""; 定数なので値の上書きはできない、不変

        System.out.println(StatusCode.OK);
        System.out.println(StatusCode.NOT_FOUND);

        StatusCode.codeOf(200).ifPresent(System.out::println);
        StatusCode.codeOf(404).ifPresent(System.out::println);
        StatusCode.codeOf(500).ifPresentOrElse(System.out::println, () -> {
            throw new IllegalArgumentException("サポートしていないステータスコードです");
        });
    }
}