Java silver 6章 継承とポリモフィズム②

オブジェクト指向の三要素

カプセル化

オブジェクトの安全性を高めるために、オブジェクトのメンバーを保護すること
※メンバ = オブジェクトのメソッド及び変数
この性質を理解し、影響範囲の小さく疎なプログラミングを心がけることが、大規模で安全なシステム構築に繋がる。

他クラスから直接フィールドを操作せず、メソッドを通し間接的に操作する

継承

あるクラスを引き継いで新しいクラスを定義する

クラスの共通部分はスーパークラスで管理し、サブクラスで個別の処理を定義する

ポリモーフィズム(多態性)

オーバライドやオーバロードによって、メソッドを状況によって使い分けることができること
※ オーバライド: 親クラスのメソッドを子クラスで上書きすること
※ オーバロード: 同一クラス内で引数の違いによってメソッドの呼び分けること

colection

複数のオブジェクトをまとめて取り扱うための機能
配列と違いオブジェクトの数、種類に制限がない

ジェネリクス

• 任意の型を受け付けるクラス・メソッドに対して特定の型を割り当てて、型専用のクラスを生成する機能
• これでメンバー要素の型をコンパイル時に保証できる

Listインターフェース

サイズ変更可能な配列のようなもの

インスタンス化
ArrayList<データ型> 変数名 = new ArrayList<>();

import java.util.ArrayList;
//コレクション関連の各インターフェースはjava,untilパッケージに含まれる

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
    Integer i1 = 10;
    int i2 = 2;
    Integer i3 = i1;
    list.add(i1);
    list.add(i2);   // intデータはBoxingによりIntegerに変換
    list.add(i3);   // 重複要素
    list.add(1, 5); // インデックス1番目に5を追加
    //list.add("abc");　//
    System.out.println("size : " + list.size());
    for(int i = 0; i < list.size(); i++){
      System.out.print(list.get(i) + " ");
    }
    System.out.println();
    for(Integer i : list){ System.out.print(i + " "); }
  }
}

size : 4
10 5 2 10 
10 5 2 10

ArrayListオブジェクトに対して
add(配列番号, 要素名)　配列番号の場所に要素を追加　既に要素がある場合一つずつ後ろへスライド
get() 要素の取得
size() 要素数の取得

Setインターフェース

データ構造に順不同で要素の重複を制限したい場合に使用する

HashSet<データ型> 変数名 = {要素,要素,…}

import java.util.HashSet;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    String[] ary = {"CCC","AAA","BBB"};
    HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
    hashSet.add(ary[0]);  hashSet.add(ary[1]);
    hashSet.add(ary[2]);  hashSet.add(ary[0]);
    System.out.println("HashSet size : " + hashSet.size());
    for(String s : hashSet){ System.out.print(s + " "); } 
    //HashSet size : 3
    //AAA CCC BBB
  }
}

要素のソート機能を持つTreeSet

import java.util.*;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    HashSet<Integer> hSet = new HashSet<>();
    hSet.add(300); hSet.add(20); hSet.add(500);
    System.out.println("HashSet : " + hSet);
    TreeSet<Integer> tSet = new TreeSet<>();
    tSet.add(300); tSet.add(20); tSet.add(500);
    System.out.println("TreeSet : " + tSet);
  }
}

順不同のHashSetに対し、数値の昇順に並ぶTreeSet

Mapインターフェース

データをキーと値のペアで管理する
PHPの連想配列と似ている

key：識別できるよう一意
値：重複可能

HashMap map = new HashMap();

コンストラクタによるオブジェクト作成、クラスの初期化

コンストラクタを伴うインスタンス化の書き方が覚えにくいので復習
クラス名 オブジェクト名 = new(コンストラクタの引数)

public Class A {
  private String str;
  private int num;
  public A(String str, int num) {
    this.str = str;
    this.num = num;
  }
}

A a = new ("文字列", 数値);

プリミティブ型と参照型

こちらも忘れたので復習
8つのプリミティブ型それぞれに、参照型であるラッパークラスが存在する

プリミティブ型	ラッパークラス
boolean	Boolean
char	Character
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double

*Boxing:プリミティブ型をラッパ―クラスに代入する時、型が自動変換される

オブジェクトの比較

Compareable/Comparatorインターフェースの利用
Compareable・Comparatorインターフェースはjava.langにパッケージされており
実装したクラスに自然順序付け機能を提供する

具体的な方法

• オブジェクトのクラスにComparableインターフェースを実装しcompareToメソッドを定義
• Comparatorインターフェースを実装しcompareメソッドを定義

Comparable

Comparableインターフェースを実装し抽象メソッドcompareTo()をオーバーライドする

宣言
public int compareTo(T O)
T：比較対象のオブジェクトデータ型
O：比較対象

*オーバーライドしない場合のデフォルト設定
戻り値
自オブジェクト > 比較対象：正の値（通常＋１）を返す
自オブジェクト = 比較対象：ゼロを返す
自オブジェクト < 比較対象：負の値（通常−１）を返す

//Numberクラスを継承したサブクラスIntegerクラスにComparableインターフェースを実装
public class Integer extends Number implements Comparable<Integer>{

  integer value = value;

  //compareToをオーバーライド
  //このクラスのフィールドvalueとAnotherIntegerクラスのvalueをcompareメソッドで比較
  //AnotherIntegerクラスはIntegerクラスとは別に定義されたクラスとする
  //引数のIntegerはデータ型の指定
  @Override
  public int compareTo(Integer AnotherInteger){ 
      //定義したcompareメソッドを使って戻り値をオーバーライド    
      return compare(this.value, AnotherInteger.value);
  }

  public static int compare(int x, int y){
   //x < yなら-1,  x = yなら0,  x > yなら1を返すメソッドを定義()
   return(x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1 );
  }
}

コレクションであるjava.util.Collectio：List・Set・Mapは実装されたCompareTo()メソッドに従い、格納したオブジェクトを昇順に並べる

Comparator

ソートの対象となるオブジェクト自身にcomrareTo()メソッドを実装するのではなく
比較ルールを独立したクラスとして定義する方法

import java.util.*;
class Employee {
  private String name;
  private Integer id;
  public Employee(String name, Integer id) {
    this.name = name; this.id = id;
  }
  public Integer getId() { return id; }
  public String getName() { return name; }
}

//比較ルールを独立したクラスとして定義(comparatorを実装)
class MyRule implements Comparator<Employee> {
  public int compare(Employee obj1, Employee obj2) {
    //obj1のメンバidに対しcompareTo()メソッドでobj2のメンバidと比較する
    return obj1.getId().compareTo(obj2.getId());
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Employee e1 = new Employee("taro", 20);
    Employee e2 = new Employee("tomoko", 10);
    Employee e3 = new Employee("hiromi", 50);
    ArrayList<Employee> ary = new ArrayList<>();
    ary.add(e1); ary.add(e2); ary.add(e3);
    System.out.println("ArrayList のインデックス順での表示");
    print(ary);
    System.out.println("MyRule で定義したid の昇順での表示");
    //sort()メソッドを利用した並べ替え
    //第一引数にソート対象、第二引数に独自に作成したcomparatorインターフェースの実装クラス
    Collections.sort(ary, new MyRule());
    print(ary);
  }
  public static void print(ArrayList<Employee> ary) {
    for(Employee obj : ary){
      System.out.println(obj.getId() + " " + obj.getName());
    }
  }
}