スーパークラスとサブクラスについての最低限のまとめ #Java

スーパークラスとサブクラスについて、最低限覚えておきたいまとめました。
コード内の ... は、以下に続くものが省略されているのだとお考え下さい。

スーパークラスとサブクラス

下記のコードを例に見ていきます。

inheritance.java

class NamedRectangle extends Rectangle {
  ...
}

Rectangle はスーパークラス
NamedRectangle はサブクラス
サブクラスは一つのスーパークラスしか持てない
全てのクラスは Object クラスのサブクラスである
final クラスはサブクラスを作れない

継承

inheritance.java

class Rectangle {
  int width;
  int height;
  ...

  void setSize(int width, int height) {
    ...
  }
}

class NamedRectangle extends Rectangle {
  ...
}

サブクラスはスーパークラスのフィールドとメソッドを受け継ぐ
NamedRectangle では width と height が宣言されていないが、どちらも保持している
NamedRectangle でも setSize() を呼び出すことが出来る

コンストラクタは継承されない

スーパークラスのコンストラクタが呼び出せてしまうと、サブクラスで新たに宣言されたフィールドが初期化されない可能性が出てしまうため禁止されている
一方でスーパークラスで宣言されているフィールドに関しては、サブクラスでもスーパークラスの引数なしコンストラクタが自動的に挿入されるため、初期化式をサブクラスに記述する必要はない
super() を使えばスーパークラスのコンストラクタを明示的に呼び出せる
this() を使えばサブクラスのコンストラクタを明示的に呼び出せる

アクセス制御

private のフィールドやメソッドはサブクラスに継承されない
基本的にフィールドは private にし、ゲッターセッターを書いて情報隠蔽することが推奨される

オーバーライド

inheritance.java

class Rectangle {
  ...
  void setSize(int width, int height) {
    ...
  }
}

class NamedRectangle extends Rectangle {
  ...
  @Override
  void setSize(int width, int height) {
    ...
  }
}

サブクラスで、スーパークラスと同名及び引数列の数が等しいメソッドを宣言すると、そのメソッドを書き換えて宣言することができる
@Override の記述は無くてもコンパイルは通るが、可読性の観点から常に記述されることが通例となっている
final メソッドはオーバーライドできない

多態性

inheritance.java

class Rectangle {
  ...
}

class NamedRectangle extends Rectangle {
  ...
}

下記のように、サブクラスのインスタンスはスーパークラスのインスタンスとみなすことができる

inheritance.java

NamedRectangle nr = new NamedRectangle("Steve Aoki");
Rectangle r = nr;

しかし、r からはサブクラスで宣言されたフィールドを参照することはできない
メソッドを呼び出す際は、もしそれがサブクラスでオーバーライドされていたら、サブクラスのメソッドが呼び出される
r に対してキャストを使えばスーパークラスのメソッド呼び出すことができる

抽象クラス

inheritance.java

abstract class Player {
  public abstract void play();
  public void loop(int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      play();
    }
  }
}

抽象クラスとは、メソッドの名前と引数の型が決まっていて、実装がない抽象メソッドを含んだクラスのこと
自ら実装はしないが、サブクラスに対し、どのような実装をするかを強制する
Byte, Integer などのクラスのスーパークラスである Number クラスが代表例