初級編最難関！　Javaコース初級 基礎編Day13　「クラス、インターフェース、メソッド、継承、多態性」

基礎編の中で「最も難しい」内容

クラスとメソッドの関係

クラスとメソッドは、プログラムの基本的な構成要素であり、現実世界の概念や行動をコードの中で表現するためのツールです。クラスは「何ができるか」を定義し、メソッドはその「具体的な実行方法」を提供します。以下に具体的な例を挙げます。

クラスの役割

クラスは、「設計図」のようなものです。例えば、家を建てる際の設計図と同様に、クラスでは何ができるか（機能）と何を知っているか（情報）を定義します。

メソッドの役割

メソッドは、クラス内に定義される「行動」や「動作」です。クラスが設計図であるならば、メソッドはその設計図に基づいて実際に何かを「する」ための指示書です。

このようにクラスとメソッドを使用することで、プログラム内で猫という具体的な概念を模倣し、猫が実際に行う行動をシミュレートすることができます。

単一責任の法則（Single Responsibility Principle, SRP）

クラスにおける単一責任の法則とは、ソフトウェア設計の原則の一つで、「一つのクラスは一つの責任だけを持つべき」という考え方です。つまり、あるクラスが変更される理由は一つだけであるべき、ということです。
この原則に従うことで、ソフトウェアをより理解しやすく（保守性）、メンテナンスしやすく（テスト容易性）、そして再利用しやすく（再利用性）なります。

これにより、ユーザー情報の表示方法を変更したい場合でも、データベースへの保存処理に影響を与えることなく変更できるようになります。

アクセス修飾子

アクセス修飾子は、クラスやメソッド、変数のアクセス範囲を制限するために使われます。パブリック（public）とプライベート（private）はその中でも最も基本的な2つです。

public

private

パッケージプライベート（デフォルトアクセス修飾子）

パッケージプライベートは、特に何も指定しないときのアクセスレベルです。

この「フォルダ」とは、プログラミングの世界で「パッケージ」と呼ばれるもので、関連する部品をまとめて整理するために使います。

package mypackage;

class PackagePrivateClass {
    void packagePrivateMethod() {
        System.out.println("このメソッドはパッケージ内からのみアクセス可能です。");
    }
}

このPackagePrivateClassクラスとpackagePrivateMethodメソッドには、アクセス修飾子が指定されていません。このため、これらはパッケージプライベートのアクセスレベルを持ち、mypackageパッケージ内の他のクラスからはアクセスできますが、それ以外のパッケージからはアクセスできません。これがパッケージプライベートの特徴で、同じパッケージ内のクラス間でのみアクセスが可能になるというものです。

クラスの継承

クラスの継承とは、あるクラスが他のクラスの特性（プロパティやメソッド）を引き継ぐ仕組みのことを指します。これにより、コードの再利用性が高まり、プログラムの構造をより簡潔に、理解しやすくできます。

オーバーライド（Override）

オーバーライドは継承の中で発生する特定の動作の一つであり、子クラスが親クラスから継承したメソッドを新しい振る舞いで再定義することです。

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("動物が鳴く");
    }
}

class Cat extends Animal {
    // オーバーライド
    void makeSound() {
        System.out.println("にゃあ");
    }
}

AnimalクラスにはmakeSoundメソッドが定義されており、「動物が鳴く」と出力します。CatクラスはAnimalクラスを継承していて、makeSoundメソッドをオーバーライドしています。これは、CatクラスのインスタンスがmakeSoundメソッドを呼び出すと、「にゃあ」と出力することを意味します。オーバーライドにより、親クラスで定義された振る舞いを子クラスでカスタマイズできます。

抽象メソッド（abstractメソッド）

抽象メソッド（abstractメソッド）は、具体的な実装が記述されていないメソッドのことを指します。抽象メソッドは、実装の詳細を省略して「このメソッドはあるけれど、何をするかはサブクラスで決めてね」という契約を表します。抽象メソッドを含むクラスは抽象クラスと呼ばれ、このクラス自体は直接インスタンス化（オブジェクト化）できません。

abstract class Animal {
    // 抽象メソッド。具体的な実装はサブクラスに任せる
    abstract void makeSound();
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        // 犬の鳴き声を具体的に実装
        System.out.println("ワンワン");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        // 猫の鳴き声を具体的に実装
        System.out.println("ニャーニャー");
    }
}

このように抽象メソッドを使うことで、「何かをする」という共通の行動を定義しつつも、その「何か」の具体的な内容をサブクラスに委ねることができます。これにより、コードの再利用性や拡張性が向上します。

多様性（ポリモーフィズム）とインターフェイス

Javaではインターフェイスを用いて多様性（ポリモーフィズム）を実現しています。

Javaのオブジェクト指向プログラミングでは、インターフェイスと多様性（ポリモーフィズム）がコードの再利用性、拡張性、メンテナンス性を高めるために重要な役割を果たします。

インターフェイス

インターフェイスは、クラスが実装すべきメソッドを定義するフレームワークであり、クラスに特定のメソッドを実装するように強制するための契約のようなものです。具体的な実装を持たず、どのようなメソッドが必要かだけを示します。

これにより、異なる種類の動物がそれぞれ独自の鳴き声を出すことができるようになります。

多様性（ポリモーフィズム）

多様性、またはポリモーフィズムとは、異なるデータタイプに対して同一のインターフェースを提供する能力です。

多様性は異なるクラスのオブジェクトが同一のインターフェースに従って操作される能力を示し、インターフェイスはその共通の操作を定義するためのメカニズムを提供します。

まとめ　　理解度50％くらいにはなったかな？

今回は「クラス、インターフェース、メソッド、継承、多態性」について、それぞれ内容を自習しました。

以上で今回の学習記録を終えます。

ここまでご覧いただきありがとうございました。