捕まってしまった？Java学習の最も難しい部分とその克服方法

ご存知のとおり、コーディング初心者には Java でプログラミング言語の学習を始めることをお勧めします。CodeGym には、最も準備ができていない学生でも Java の学習プロセスを理解しやすくするためのすべてが揃っています。しかし、ゲーミフィケーション要素、気楽なストーリー、面白いキャラクターがこのプロセスを容易にするのと同じくらい、Java の基礎を最大限に学習するには、大多数の新規学習者にとって困難を伴うことはほとんどありません。 今日は、Java プログラミングの基礎の中で最も難しい分野のいくつかを取り上げ、多くの人がその分野を難しいと感じている理由と、それに対して何かできることがあるのか​​を理解していきます。

1. ジェネリック医薬品

Java のジェネリックはパラメーターを持つ型です。ジェネリック型を作成するときは、型だけでなく、それが動作するデータ型も指定します。ジェネリックは、Java 学習者にとって、Java の理解が最も難しい部分の 1 つとしてよく言及されます。「私の主な問題は依然としてジェネリック医薬品への対応です。従うべきパラメーターを持つメソッドがある場合ははるかに簡単ですが、独自のメソッドを作成する必要がある場合は混乱します」と匿名の Java 学習者は言いました。

ヒントと推奨事項

経験豊富なプログラマーであり大学教授でもある Ravi Reddy による、Java のジェネリックスに関する意見を次に示します。C++ テンプレートの実装は単純なプリプロセッサのトリックであり、型の安全性は保証されません。Java のジェネリックスは C++ テンプレートに似ていますが、追加の型安全性が備わっています。そして、私見ですが、タイプ セーフティは、優れた開発環境には不可欠な機能です。はい！パラメーターと型の間で精神的な変化が生じるため、混乱を招く可能性があります。しかし、時間をかけてそれらを習得するのは、努力する価値があると私は信じています。なぜなら、インターフェイスとジェネリックスを理解すると、Java でよりよく「考える」ことができるようになったからです。」

2. マルチスレッド化

Java のマルチスレッドとは、アプリケーションによる CPU の使用率を最大限に高めるために、2 つ以上のスレッドを同時に実行するプロセスです。マルチスレッド化は非常に重要なタスクを解決し、プログラムを高速化できます。多くの場合、何倍も速くなります。しかし、これは、多くの Java 初心者が行き詰まりがちなトピックの 1 つであると考えられています。マルチスレッドは問題を解決するどころか、問題を引き起こす可能性があるからです。マルチスレッドによって発生する可能性のある 2 つの特有の問題、デッドロックと競合状態があります。デッドロックとは、複数のスレッドが相互に保持しているリソースを待機しており、どのスレッドも実行を継続できない状況です。競合状態は、マルチスレッド システムまたはアプリケーションの設計エラーであり、システムまたはアプリケーションの動作は、コードの各部分が実行される順序に依存します。

ヒントと推奨事項

ここに良いお勧めがありますソフトウェア アーキテクトであり、人気の Q&A Web サイトである StackExchange のアクティブ ユーザーである S.Lott がマルチスレッドに対処する方法について次のように語っています。マルチスレッド用のアプリケーションのコーディングは非常に簡単です。簡単なトリックがあります。これは、スレッド間でデータを渡すために、適切に設計されたメッセージ キュー (独自のメッセージ キューを作成しないでください) を使用することです。難しいのは、複数のスレッドに何らかの方法で共有オブジェクトを魔法のように更新させようとすることです。このとき、人々は存在する競合状態に注意を払わないため、エラーが発生しやすくなります。多くの人はメッセージ キューを使用せず、共有オブジェクトを更新して自分たちで問題を引き起こそうとします。難しいのは、複数のキュー間でデータを渡すときに適切に機能するアルゴリズムを設計することです。それは難しいですね。

3. クラスパスの問題

クラスパス エラーは、Java 開発者が日常業務で直面している最も苦情が多い問題の 1 つであるとも考えられています。「クラスパスの問題はデバッグに時間がかかることがあり、リリース前や、開発チームがほとんどアクセスできない環境など、最悪の時期と場所で発生する傾向があります。これらは IDE レベルでも発生し、生産性低下の原因となる可能性があります」と、経験豊富な Java/Javascript 開発者であり、プログラミング関連のチュートリアルの著者である Vasco Ferreira 氏は述べています。

ヒントと推奨事項

「クラスパスの問題は、最初に思われるほど低レベルでも、近づきがたいものでもありません。それは、特定のディレクトリに zip ファイル (jar) が存在するかどうか、それらのディレクトリを見つける方法、およびアクセスが制限された環境でクラスパスをデバッグする方法に関するものです。クラスローダー、クラスローダーチェーン、親最初/親最後モードなどの限られた概念を理解することで、これらの問題に効果的に取り組むことができます」と専門家は説明します。

4. ポリモーフィズムとその正しい使用法

OOP の原理に関して言えば、多くの人がポリモーフィズムを理解するのが難しかったと言います。ポリモーフィズムとは、オブジェクトの特定の型に関する情報がなくても、同じインターフェイスを持つオブジェクトを同じ方法で処理するプログラムの機能です。ポリモーフィズムは非常に基本的なトピックであるにもかかわらず、かなり広範囲にわたっており、Java の基礎のかなりの部分を形成しています。多くの学生にとって、ポリモーフィズムは Java を学習する際の最初の困難です。すべては、さまざまなコンテキストでさまざまな形式のポリモーフィズムが使用されており、混乱を招く可能性があるためです。

ヒントと推奨事項

ポリモーフィズムに対処するには、ポリモーフィズムを学習する以外に方法はありません。コペンハーゲン大学でプログラミングを教えているトーベン・モーエンセン氏はこう説明する。この概念: 「単純なオーバーロード: + は、整数加算、浮動小数点加算、および (一部の言語では) 文字列連結の両方を意味します。サブタイプ多態性: B が A のサブタイプ (継承) の場合、型 B の任意の値を、型 A の値を予期するコンテキストで使用できます。 パラメトリック多態性: 型は型パラメータでパラメータ化できます。異なるコンテキストでは異なる型引数を指定できるため、パラメーター化された型を異なる具象型にインスタンス化します。これは「テンプレート」または「ジェネリック」とも呼ばれ、OO 言語では通常山括弧 (T<A> など) を使用して指定されます。インターフェイスの多態性。これは基本的に、サブタイプ多態性を特定のインターフェイスを実装するサブタイプに制限するか、パラメトリック多態性を特定のインターフェイスを実装する型パラメータに制限するメカニズムです。」

5. 反省

リフレクションは、プログラムの実行中にプログラムに関するデータを探索するメカニズムです。リフレクションを使用すると、フィールド、メソッド、クラス コンストラクターに関する情報を探索できます。また、コンパイル時には存在しなかったが、実行時には使用可能になった型を操作することもできます。エラー情報を発行するためのリフレクションと論理的に一貫したモデルにより、正しい動的コードの作成が可能になります。しかし、多くの人にとって、Reflection の使用方法を理解するのはそれほど簡単ではありません。

ヒントと推奨事項

「リフレクションと Java の場合、リフレクションを使用すると、静的に型指定されるように設計された Java を動的に型指定できるようになります。動的型付けは本質的に悪ではありません。はい、プログラマは特定の OOP 原則を破ることができますが、同時に、ランタイム プロキシや依存関係の注入などの多くの強力な機能が可能になります。はい、Java では反射を利用して自分の足を撃つことができます。ただし、銃を足元にはっきりと向け、安全装置を外して引き金を引く必要があります」と、経験豊富な Java プログラマーでありアプリケーション アーキテクトである Jayesh Lalwani 氏は説明します。

6. 入出力ストリーム

ストリームを使用すると、インターネット、コンピュータのファイル システムなど、あらゆるデータ ソースを操作できます。ストリームは普遍的なツールです。これらにより、プログラムはどこからでもデータを受信 (入力ストリーム) し、それをどこにでも送信 (出力ストリーム) することができます。彼らのタスクは同じです。ある場所からデータを取得し、それを別の場所に送信することです。ストリームには、入力ストリーム (データの受信に使用) と出力ストリーム (データの送信に使用) の 2 種類があります。多くの人にとってストリームの使用を理解するのが難しいのは、Java には複数の I/O ストリーム クラスがあるという事実です。

ヒントと推奨事項

「Java には非常に多くの I/O ストリーム クラスがありますが、これは主に 2 つの要因によるものです。まずはレガシーです。一部のクラスは歴史的な理由からまだ存在しており、有害とはみなされないため非推奨にはなりません。2番目に、柔軟性です。アプリケーションごとに要件も異なるため、要件に応じて複数のオプションがあります。有用な抽象化は読むときに明確さをもたらし、数行のコードで多くのことができます」とスウェーデンの Java 専門家、Jonas Mellin 氏は言います。Java のどの側面を理解するのが最も難しいと感じましたか?またはしばらく行き詰まっていましたか? コメントであなたの経験を共有してください。