Java の最大の強みの 1 つはオブジェクト指向プログラミング (OOP) です。これが、この言語が非常に人気があり、あらゆる規模のプロジェクトに適している理由です。オブジェクト指向プログラミングとは何ですか? それは魔法ではありませんが、本気で取り組むと魔法のように見えるかもしれません。OOP はソフトウェアを構築する方法に関するものです。これは Java の 1 つの概念、またはむしろ一連の oop 概念であり、ソフトウェアを効果的に開発および使用するために、Java オブジェクト間の特定の相互作用や関係を作成できるようにします。![Java の OOP の概念 - 1]()
古典的な OOP には 3 + 1 つの主要な概念が含まれています。古典的なものから始めましょう。
古典的な OOP には 3 + 1 つの主要な概念が含まれています。古典的なものから始めましょう。
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オブジェクト Java オブジェクトと現実世界のオブジェクトには、状態と動作という 2 つの特性があります。 たとえば、Human オブジェクトには状態 (名前、性別、寝ているかどうかなど) と動作 (Java を勉強する、歩く、話すなど) があります。Java オブジェクトはすべてその状態をフィールドに保存し、メソッドを通じてその動作を公開します。 |
カプセル化
データのカプセル化とは、内部データを外部から隠し、公開された方法を通じてのみアクセスできるようにすることです。どういう意味ですか？どのようなデータですか？誰から隠しているの？非表示とは、クラスのデータ メンバー (フィールド) への直接アクセスを制限することを意味します。Java での動作:
- フィールドは非公開になります
- クラス内の各フィールドは、ゲッターとセッターという 2 つの特別なメソッドを取得します。Getter メソッドはフィールドの値を返します。Setter メソッドを使用すると、間接的ではあるが許容可能な方法でフィールドの値を変更できます。
Java コードでのカプセル化の例:
public class Student {
private int age;
private String name;
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Student firstStudent = new Student();
firstStudent.setName("John");
// The name field is private, so you can no longer do this: firstStudent.name = "John";
}
}
なぜカプセル化を使用する必要があるのでしょうか?
主な理由は、コードの変更を容易にするためです。ホッケー スクールへの申し込みがあり、生徒の名前と学校に入学したときの年齢を保存する 2 つのフィールドを持つHockeyStudentクラスがあると想像してください。このようなもの：
public class HockeyStudent {
public String name;
public int ageOfEnrollment;
}
継承
この原則は、実際の経験がなくても理解するのが簡単です。Don'trepeat Your Yourself (DRY) は、継承の概念のモットーになる可能性があります。継承を使用すると、親クラスのフィールドとメソッドを再定義せずに継承する子クラスを作成できます。確かに、子クラスで親クラスのフィールドとメソッドをオーバーライドすることはできますが、それは必須ではありません。さらに、子クラスに新しい状態や動作を追加できます。親クラスはスーパークラスまたは基本クラスと呼ばれることがあり、子クラスはサブクラスとして知られています。Java のextendsキーワードは、コード内で継承の原則を実装するために使用されます。Java での動作:
- 親クラスを作成します。
- extendsキーワードを使用して子クラスを作成します。
- Child クラスのコンストラクターで、super(parentField1,parentField2, ...)メソッドを使用して親のフィールドを設定します。
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コンストラクターは、新しく作成されたオブジェクトを初期化するために使用される特別なメソッドです。コンストラクターの名前はクラス名と同じです。コンストラクターには、デフォルト (引数なしのコンストラクター) とパラメーター化されたコンストラクターの 2 種類があります。クラスには少なくとも 1 つのコンストラクターが必要です (他のコンストラクターが定義されていない場合は、デフォルトのコンストラクターがあります)。また、多数のコンストラクターを持つことができます。 新しいオブジェクトを作成するたびに、そのコンストラクターを呼び出します。上の例では、次の行でこれを実行します。 newキーワードを使用して、Studentクラスのデフォルトのコンストラクターtudent()を呼び出します。 |
いくつかのルール:
- 1 つのクラスは親を 1 つだけ持つことができます。
- 1 つの親クラスが多数の子クラスを持つことができます。
- 子クラスは独自の子クラスを持つことができます。
Java コードでの継承の例
Phoneクラスを作成しましょう。
public class Phone {
int price;
double weight;
// Constructor
public Phone(int price, double weight) {
this.price = price;
this.weight = weight;
}
void orderPhone(){
System.out.println("Ordering phone...");
}
}
Javaでの継承の例
public class Android extends Phone {
// Some new fields
String androidVersion;
int screenSize;
String secretDeviceCode;
// Constructor
public Android(int price, double weight, String androidVersion, int screenSize, String secretDeviceCode) {
super(price, weight); // Android inherits Phone’s fields
//this - reference to the current object
//super - reference to the parent object
this.androidVersion = androidVersion;
this.screenSize = screenSize;
this.secretDeviceCode = secretDeviceCode;
}
// New Android-specific method, does not exist in the Phone class
void installNewAndroidVersion() {
System.out.println("installNewAndroidVersion invoked...");
}
}
public class IPhone extends Phone {
boolean fingerPrint;
public IPhone(int price, double weight, boolean fingerPrint) {
super(price, weight);
System.out.println("IPhone constructor was invoked...");
this.fingerPrint = fingerPrint;
}
void deleteIPhoneFromDb() {
System.out.println("deleteIPhoneFromDb invoked...");
}
@Override // This is about polymorphism, see below
void orderPhone(){
System.out.println("Ordering my new iPhone and deleting the old one...");
}
}
ポリモーフィズム
ポリモーフィズムとは、オブジェクトが変形して、さまざまな形をとったり、さまざまな方法で動作したりする能力です。Java では、通常、親クラス参照を使用して子クラス オブジェクトを参照するときにポリモーフィズムが発生します。それが何を意味し、Java でどのように機能するか:
Javaのポリモーフィズムとは何ですか? 一般に、これは、同じメソッド名を異なる目的に使用できることを意味します。Java には、メソッド オーバーライド (動的ポリモーフィズム) とメソッド オーバーロード (静的ポリモーフィズム) の 2 種類のポリモーフィズムがあります。メソッドのオーバーライド
子クラスで親クラスのメソッドをオーバーライドして、強制的に別の方法で動作させることができます。play()メソッドを使用してMusician親クラスを作成しましょう。Java コードにおけるポリモーフィズムの例
public class Musician {
String name;
int age;
// Default constructor
public Musician() {
}
// Parameterized constructor
public Musician(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
void play() {
System.out.println("I am playing my instrument...");
}
}
public class Pianist extends Musician {
String favoritePianoType;
public Pianist(String name, int age, String favoritePianoType) {
super(name, age);
this.favoritePianoType = favoritePianoType;
}
@Override
void play(){
System.out.println("I am playing the piano...");
}
}
public class Violinist extends Musician {
boolean isSoloist;
public Violinist(String name, int age, boolean isSoloist) {
super(name, age);
this.isSoloist = isSoloist;
}
@Override
void play(){
if (isSoloist)
System.out.println("I am playing the violin solo...");
else
System.out.println("I am playing the violin in an orchestra...");
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Musician musician = new Musician();
Violinist violinist = new Violinist("John", 32, true);
Pianist pianist = new Pianist("Glen", 30, "Acoustic");
System.out.println("Musician said:");
musician.play();
System.out.println("Violinist said:");
violinist.play();
System.out.println("Pianist said:");
pianist.play();
}
}
Musician said:
I am playing my instrument...
Violinist said:
I am playing the violin solo…
Pianist said:
I am playing the piano...
public class Pianist extends Musician {
String favoritePianoType;
@Override
void play(){
super.play();
System.out.println("I am playing the piano...");
}
}
Musician said:
I am playing my instrument...
Violinist said:
I am playing the violin solo...
Pianist said:
I am playing my instrument...
I am playing the piano...
メソッドのオーバーロード
メソッドのオーバーロードとは、同じクラス内で同じ名前のさまざまなメソッドを使用することを意味します。それらは、パラメータの数、順序、またはタイプの点で異なっていなければなりません。ピアニストはアコースティック ピアノとエレクトリック ピアノを演奏できるとします。エレキを演奏するには、音楽家が電気を必要とします。2 つの異なるplay()メソッドを作成してみましょう。1 つ目はパラメーターなしでアコースティック ピアノ用で、2 つ目は電気が利用可能かどうかを示すパラメーターが含まれています。
public class Pianist extends Musician {
String name;
int age;
String favoritePianoType;
@Override
void play(){
super.play();
System.out.println("I am playing the piano...");
}
void play(boolean isElectricity){
if (isElectricity) {
System.out.println("The electricity is on.");
System.out.println("I am playing the piano...");
}
else System.out.println("I can't play this without electricity.");
}
}
void play(boolean isElectricity){
if (isElectricity) {
System.out.println("The electricity is on.");
play();
}
else System.out.println("I can't play this without electricity.");
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Musician musician = new Musician();
Violinist violinist = new Violinist("John", 23, true);
Pianist pianist = new Pianist("Glen", 30, "Acoustic");
System.out.println("Musician said:");
musician.play();
System.out.println("Violinist said:");
violinist.play();
System.out.println("Pianist said:");
pianist.play();
System.out.println("The pianist will now try the electric piano:");
pianist.play(true);
System.out.println("The electricity has been shut off. Now when trying the electric piano, the pianist says:");
pianist.play(false);
}
}
Musician said:
I am playing my instrument...
Violinist said:
I am playing the violin solo...
Pianist said:
I am playing my instrument...
I am playing the piano...
The pianist will now try the electric piano:
The electricity is on.
I am playing my instrument...
I am playing the piano...
The electricity has been shut off. Now when trying the electric piano, the pianist says:
I can't play this without electricity.
抽象化
クラスを定義するとき、私たちは何かのモデルを構築しようとしています。たとえば、さまざまなレースカーを使用した MyRacer というビデオ ゲームを作成しているとします。プレイヤーはそのうちの 1 つを選択し、後で更新するか、別のものを購入することができます。それで…車とは何ですか？車は非常に複雑なものですが、レース ビデオ ゲーム (ドライビング シミュレーターとは対照的に) を作成しようとしている場合、車に含まれる何千ものギアやガスケットをすべて説明する必要はありません。必要なのはモデル、最高速度、操縦性特性、価格、色…そしておそらくそれだけで十分でしょう。それが私たちのゲームの車のモデルです。MyRacer 2 の後半で、道路上のハンドリングに影響を与えるタイヤを追加することにしたとします。ここでは、詳細を追加したため、モデルが異なります。させて' ■ データ抽象化を、オブジェクトの重要な (または必要な) 特性のみを識別し、無関係な詳細を無視するプロセスとして定義します。抽象化にはさまざまなレベルがあります。たとえば、あなたがバスの乗客の場合、バスがどのようなもので、どこへ行くのかを知る必要がありますが、運転方法を知る必要はありません。あなたがバスの運転手であれば、新しいバスの作成方法を知る必要はありません。知っていればよいのは、バスの運転方法だけです。ただし、バス メーカーの場合は、バス設計の詳細が非常に重要であるため、より低い抽象レベルに進む必要があります。私の言いたいことを理解していただければ幸いです。バスがどのようなもので、どこへ行くのかを知る必要がありますが、運転方法を知る必要はありません。あなたがバスの運転手であれば、新しいバスの作成方法を知る必要はありません。知っていればよいのは、バスの運転方法だけです。ただし、バス メーカーの場合は、バス設計の詳細が非常に重要であるため、より低い抽象レベルに進む必要があります。私の言いたいことを理解していただければ幸いです。バスがどのようなもので、どこへ行くのかを知る必要がありますが、運転方法を知る必要はありません。あなたがバスの運転手であれば、新しいバスの作成方法を知る必要はありません。知っていればよいのは、バスの運転方法だけです。ただし、バス メーカーの場合は、バス設計の詳細が非常に重要であるため、より低い抽象レベルに進む必要があります。私の言いたいことを理解していただければ幸いです。Java での動作:
Java または OOP で、最低 (最も具体的な) から最高 (最も抽象的な) まで 4 つの抽象レベルを構築してみましょう。-
最低レベルの抽象化は特定のオブジェクトです。これは、特定のクラスに属する一連の特性を持つエンティティです。特定のフィールド値があります
-
オブジェクトを作成するためのテンプレートがクラスです。これは、同様のプロパティと内部構造を持つオブジェクトのセットの説明です。
-
抽象クラスは、クラスのセットの特性を抽象的に記述したものです (他のクラスによる継承のテンプレートとして機能します)。高度な抽象化を備えているため、抽象クラスから直接オブジェクトを作成することはできません。オブジェクトの作成に使用できるのは、抽象クラスの子クラスのみです。抽象クラスには実装を伴うメソッドが含まれる場合がありますが、これは必須ではありません。
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インターフェイスは、抽象パブリック メソッドと静的定数フィールド (final static) のみを含む Java プログラミング言語構造の構造です。つまり、抽象クラスもインターフェイスもオブジェクトの生成には使用できません。
Java コードのインターフェイスの例
interface Human {
public void struggle();
public void protect();
}
interface Vulcan {
int angleOfPointyEars;
public void turnOffEmotions(boolean isOn);
public void telepathy();
}
The Spock class implements Human and Vulcan {
public void struggle() {
System.out.println("I am struggling...");
}
public void protect() {
System.out.println("You are under my protection!”);
}
public void turnOffEmotions(boolean isOn){
If (isOn) {
System.out.println("I am turning off my emotions.");
isOn= !isOn;
}
}
public void telepathy() {
System.out.println("Connecting to your brain...");
}
}
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