2.1 Javaプログラムの基本とHello, World!～新Java Basic編 / AI対応版

Last updated at 2026-11-12Posted at 2023-02-04

はじめに

自己紹介

皆さん、こんにちは、Udemy講師の斉藤賢哉です。私はこれまで、約30年にわたって企業システムの開発に携わってきました。現在も現役のアーキテクトとして、重要システムの技術設計やソリューションの選定を担当しています。直近では、システム開発へのAI適用（AI駆動開発）という全社的な施策でリーダーを務めています。
セミナーでの登壇や雑誌への技術記事の寄稿を行ってきたほか、以下の書籍も執筆しています。

Udemy講座のご紹介

この記事の内容は、私が講師を務めるUdemy講座『新 Java Basic編 / AI対応版』の一部の範囲をカバーしたものです。『新 Java Basic編 / AI対応版』はこちらのリンクから購入できます。

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この記事を含むシリーズ全体像

この記事はJava SEの一部の機能・仕様を取り上げたものですが、一連のシリーズになっており、シリーズ全体でJava SEを網羅しています。また認定資格である「Oracle認定Javaプログラマ」（Silver、Gold）の範囲もカバーしています。シリーズの全体像および「Oracle認定Javaプログラマ」の範囲との対応関係については、以下を参照ください。

2.1 Javaプログラムの基本とHello, World!

チャプターの概要

本チャプターでは、「Hello, World!」と表示する最小のプログラムを題材に、コンパイルと実行の仕組みと、クラス・メソッド・命令文というプログラムの構造を取り上げます。「▶ 実行」がまとめて行う処理をJDKのコマンドに分解し、AIが書いたコードがどの段階で失敗しうるかを判断できるようにします。

2.1.1 コンパイルと実行の仕組み

本レッスンでは、ソースファイルからクラスファイルが作られ、JVMがクラスを見つけて実行するまでの流れを整理します。

ソースファイルから実行まで

Javaのプログラムは、ソースファイル（.java）を作成し、javacコマンドでクラスファイル（.class）にコンパイルし、javaコマンドでJVMの上で実行するという3つの段階で動きます。

①開発者がコーディングして、ソースファイル（.java）を作成する
②javacコマンドでソースファイルをコンパイルし、クラスファイル（.class）を作る
③javaコマンドでクラスファイルを実行する
クラスファイルは、OSの上のJVMで動作する

本コースではAIが①を、受講者が「▶ 実行」で②と③を行います（チャプター2.2参照）。02_helloのHello.javaを以下に示します。

02_hello: Hello

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

ソースファイルの名前は、クラス名に拡張子.javaを付けたHello.javaである
クラスにpublicを付けた場合は、クラス名とファイル名が一致しないとコンパイルエラーになる（publicの意味はチャプター10.1参照）

JDKのコマンドで動かす場合は、次のように入力します。

$ javac Hello.java
$ java Hello
Hello, World!

javacは、成功すると何も表示せずに終了し、同じディレクトリにHello.classを生成する
javaの引数は、クラスファイル名（Hello.class）ではなくクラス名（Hello）である
Java 11以降は、java Hello.javaのようにソースファイルを直接指定して、コンパイルと実行をまとめて行うこともできる

コンパイルエラーの読み方

文法や型の誤りがあると、コンパイルは失敗し、クラスファイルは生成されません。文字列を閉じるダブルクォーテーションを忘れた場合のメッセージを以下に示します。

$ javac Hello.java
Hello.java:3: エラー: 文字列リテラルが閉じられていません
        System.out.println("Hello, World!);
                           ^
エラー1個

Hello.java:3は、エラーがHello.javaの3行目にあることを示す
^の位置が、コンパイラが問題を検出した箇所を示す
行番号と位置を手がかりに原因を探すのが、エラー対応の基本である

ソースファイルとクラスファイルの対応

クラスファイルは、原則としてクラスごとに1つ生成されます。ソースファイルとクラスファイルの対応を図で整理します。

左に「Hello.java」があり、中に「class Hello」と「class Helper」の2つのクラスが宣言されている
中央の「javac」を経て、右に「Hello.class」と「Helper.class」の2つのファイルが生成される
下段に「Hello.javaを書き換える」→「再びjavacでコンパイルするまで、Hello.classは古いまま」という流れがある

どのクラスがどのファイルにあるかを分かりやすくするため、「1ソースファイル＝1クラス」を原則とします（入れ子クラスはチャプター21.1参照）。

クラスパス

javaコマンドがクラスファイルを探す起点となるパスを、クラスパスと呼びます。検索の流れを図で整理します。

左端に「java -cp bin Hello」というコマンドがある
コマンドから「クラスパス: bin」へ矢印が伸び、さらに「bin/Hello.class」へ矢印が伸びる
「bin/Hello.class」が見つかった場合は「JVMがクラスを読み込み、mainメソッドを呼び出す」へ進む
見つからない場合は「メインクラスを検出およびロードできないというエラー」へ進む
下端に「-cpを指定しない場合は、カレントディレクトリがクラスパスになる」という注記がある

開発の現場では、javacの-dオプションでクラスファイルの出力先を分け、javaの-cp（-classpath）オプションでクラスパスを指定します。

$ javac -d bin src/Hello.java
$ java -cp bin Hello
Hello, World!

Codinableではクラスパスを意識しませんが、ビルドツールやサーバーへの配置の段階では、クラスパスの理解が欠かせません。

レビューの観点

ソースファイル名が中のクラスの名前を表しているか。publicでないクラスはファイル名と食い違ってもコンパイルできるため、読み手が迷う名前になっていないか
1つのソースファイルに、関係の薄い複数のクラスを詰め込んでいないか
コンパイルエラーのメッセージの行番号と^の位置を手がかりに、原因の箇所を特定できているか

2.1.2 プログラムの構造

本レッスンでは、クラス・メソッド・命令文の入れ子の構造と、JVMがmainメソッドから実行を始める流れを整理します。

クラス・メソッド・命令文

Javaのプログラムは、必ずクラスの中に記述します。Helloクラスの構造を以下に示します。

02_hello: Hello

class Hello { // 【1】
    public static void main(String[] args) { // 【2】
        System.out.println("Hello, World!"); // 【3】
    }
}

【1】キーワードclassによって、Helloという名前のクラスを宣言している。クラスの中身は、{から}までの範囲に記述する
【2】mainメソッドを宣言している。メソッドの中身も{から}までの範囲に記述する
【3】コンソールに文字列を表示する命令文である。命令文の末尾には、必ずセミコロン;を記述する

クラス・メソッド・命令文の入れ子の関係を図で整理します。

最も外側のclass Hello { ... }が、クラスである
その内側のpublic static void main(String[] args) { ... }が、メソッド（mainメソッド）である
voidは戻り値の型、mainはメソッド名、String[] argsは引数である
メソッドの中のSystem.out.println("Hello, World!");が、命令文である

クラスは、データを表すフィールドと手続きを表すメソッドを持ちます（チャプター7.2参照）。System.out.println()は、ここでは「コンソールに文字列を表示するAPIの呼び出し」と理解しておけば十分です。

mainメソッドから始まる実行

mainメソッドは、プログラムの実行時に最初に呼び出されるメソッドで、mainメソッドを持つクラスをメインクラスと呼びます。実行の流れを図で整理します。

上から下へ5つの段階が並ぶ
①「java Helloを実行」
②「JVMが起動し、Helloクラスを読み込む」
③「JVMがmainメソッドを呼び出す」
④「mainメソッドの命令文を上から順に実行する」（ここで「Hello, World!」が出力される）
⑤「mainメソッドが終わると、プログラムが終了する」

Java 25のコンパクトなソースファイル

Java 25では、クラスの宣言や、mainメソッドのpublic・static・引数を省略できるようになりました（コンパクトなソースファイルとインスタンスmainメソッド）。Java 25の形で書いたHello, World!を以下に示します。

void main() {
    IO.println("Hello, World!");
}

クラスの宣言が無く、mainメソッドにpublic、static、引数が無い
小さなプログラムを簡潔に書くための機能である

開発の現場のコードは従来の形で書かれており、本コースも従来の形を使います（publicとstaticはチャプター10.1と8.1参照）。

レビューの観点

起動の入り口（mainメソッド）がどのクラスにあるかが、クラス名やファイルの配置から分かるか
Java 25より前のシステム向けのコードで、コンパクトなソースファイルの書き方を使っていないか
mainメソッドに処理を詰め込みすぎず、処理の単位でメソッドやクラスに分けているか

2.1.3 ソースコードの記法と名前

本レッスンでは、ブロックとインデント、コメント、識別子について、AIが書いたコードを読みやすさの観点で判断する基準を整理します。

ブロックとインデント

ブロックとは、{から}で囲まれた範囲です。インデント（字下げ）は動作には影響しませんが、ブロックの入れ子を一目で分かるようにします。その対応を図で整理します。

外側から内側へ4段の入れ子の枠が並ぶ
最も外側の枠は「クラス」で、インデントは「0単位」
2段目の枠は「メソッド」で、「1単位（空白4文字）」
3段目の枠は「if文のブロック」で、「2単位（空白8文字）」
最も内側は「命令文」で、「3単位（空白12文字）」
右側に「インデントの深さ＝ブロックの入れ子の深さ」という注記がある

インデントがブロックと食い違っていると、どの命令文がどのブロックに属するかを読み誤ります。なお、命令文の区切りは改行ではなく;で判断されます。

コメントは、コンパイル時に除外される注釈です。//から行末までの単一行コメント、/*から*/までの複数行コメント、/** */形式のJavadocコメント（チャプター21.4参照）があります。良いコメントと問題のあるコメントを図で比べます。

左右2列の比較である
左列「良いコメント」: 「なぜこの設計にしたか（意図）」「仕様上の注意点」「// TODOで残した未対応の作業」
右列「問題のあるコメント」: 「コードを読めば分かることの繰り返し（例: iに1を足す）」「コードと食い違った古い説明」「コメントアウトして残した古いコード」
下端に「まず読みやすいコードを書き、コードで表せない意図をコメントで補う」という注記がある

古いコードは、コメントアウトして残すのではなく削除します。過去の状態は、Gitなどのバージョン管理システムで取り出せます。

識別子とキーワード

識別子とは、クラス名や変数名など、プログラムの要素に付ける名前です。英数字、_、$などが使え、数字を1文字目にはできず、大文字と小文字は区別されます。class、intなどの予約語（キーワード）と、true、false、null、_1文字は使えません。var、record、yieldなどの文脈依存のキーワードは、一部の場所では識別子に使えますが、混乱を避けるため使いません。

レビューの観点

インデントがブロックの入れ子と一致しているか。if文などで{ }を省略し、インデントだけで構造を表したつもりになっていないか
コメントがコードと食い違っていないか。コードの繰り返しにすぎないコメントや、コメントアウトした古いコードが残っていないか
識別子が役割を表す名前になっているか。varやrecordなどの文脈依存のキーワードを名前に使っていないか

このチャプターで学んだこと

本チャプターでは、以下を取り上げました。

ソースファイルをjavacでクラスファイルにコンパイルし、javaでJVMの上で実行する仕組みと、コンパイルエラーの読み方
クラスファイルはクラスごとに生成され、クラスパスを起点に検索されること
クラス・メソッド・命令文の入れ子の構造と、JVMがmainメソッドから実行を始める流れ
インデントとブロックの対応、コメントの価値の判断、識別子とキーワードのルールといった、コードを読むための基準

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