この章ではクラスについて説明します。
今までのプログラムでは変数とメソッドを扱ってきましたが、クラスと言う機能を使うことで、多くの変数とメソッドを1つの機能体として働かせてデータを処理することが出来ます。
クラスとは何かしらの物を作る設計図に例えられます。
設計図は車や家や鉛筆をつくる場合に必要ですが、この設計図に当たるものがクラスです。
車や家や鉛筆の中には色々な部品が含まれていますが、それらの部品には「状態」や「ふるまい」があります。
例えば、鉛筆であれば、「状態」は鉛筆の形、芯、線の濃さなどで、「ふるまい」は線を引く、削るなどの動作です。
その「状態」や「ふるまい」をクラスと言う設計図に書いていきます。
「状態」を「変数」で書き、「ふるまい」をメソッドで書くことになります。
どのような「状態」や「ふるまい」を作りたいかはオブジェクトの役割です。
例えば「線を引く」「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。
クラスの構文は以下の通りです。 クラスの中に変数やメソッドを書いていきます。
クラスの中の変数をフィールド変数と言います。
次にアクセスレベルについて説明します。
アクセスレベルとは変数やメソッドで使われますが、それらの変数やメソッドに対して、どこからアクセスできて、どこからアクセスできないかを決める修飾子です。
次はオブジェクトについて説明します。
オブジェクトはnew演算子を使って作成します。
オブジェクトとはクラスの中の「状態」を表す変数や「ふるまい」を表すメソッドに指示を出す役割があります。
例えば「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。 オブジェクトを作る過程をインスタンス化と言います。
ではクラスで作ったプログラムの例を見てみましょう。 このプログラムは銀行でのお金の入金や出金のシステムを簡潔に作っています。2つのクラスがありますが、1つはMainメソッドのあるProgramクラスで、もう1つはGinkouクラスです。
初めにプログラムが実行されるMainメソッドのあるProgramクラスが司令塔になって、他のクラスに指示を出していくことになります。 クラスのフィールド変数には以下の構文でデータを入れます。 クラスのメソッドを実行するためには以下の構文で行います。 その結果、それぞれ以下のメソッドが実行されます。 これらのメソッドはインスタンス化(オブジェクトが作られてから)されてから実行されるのでインスタンスメソッドと呼ばれています。
それぞれのフィールド変数にデータが入ったところで、最後にresultメソッドで出力しています。
結果は以下の通りです。 この例ではProgramクラスを消して、Ginkouクラスにまとめています。
次はアクセスレベルのprivateについて説明します。
これまでのクラスのフィールド変数はpublicにしていますが、これは本来はよろしくありません。
クラスの外側から直接値を入れることが出来てしまうからです。
そこで、フィールド変数はprivateにして、メソッドからこれらのフィールド変数に値を入れる方が最良です。
そして、メソッドはpublicにするのが基本です。
例を見てみましょう。 この例ではすべてのフィールド変数にthisを付けていますが、前の例のように省略が出来ます。
タグ: $this
この章ではオブジェクト指向型プログラミングについて説明します。
「オブジェクトリテラルについて知ろう」で説明したオブジェクトは配列と同じようなデータの集合体として説明しました。
しかし、オブジェクトをデータの集合体として使うだけだと大きなプログラムを作る時に少し不便です。
そこで、これから説明するオブジェクトを使った「オブジェクト指向型プログラミング」が必要になります。
JavaScriptのオブジェクト指向型プログラミングはPHPのような他の言語で使っているクラスの考え方とほぼ同じです。
JavaScriptの場合には関数が他言語でいうクラスの働きを受け持っています。
この本でもJavaScriptのオブジェクト指向型プログラミングをクラスと呼ばせていただきます。
クラスとは何かしらの物を作る設計図に例えられます。
設計図は車や家や鉛筆をつくる場合に必要ですが、この設計図に当たるものがクラスです。
車や家や鉛筆の中には色々な部品が含まれていますが、それらの部品には「状態」や「ふるまい」があります。
例えば、鉛筆であれば「状態」は鉛筆の形、芯、線の濃さなどで、「ふるまい」は線を引く、削るなどの動作です。
その「状態」や「ふるまい」をクラスと言う設計図に書いていきます。
「状態」を変数で書き、「ふるまい」を関数で書くことになります。
その「状態」や「ふるまい」に指示を出すのはオブジェクトです。
例えば「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。
「状態」は変数で書くと言いましたが、クラスの中の変数のことをプロパティと言います。
「ふるまい」は関数で書くと言いましたが、クラスの中の関数のことをメソッドと言います。
この「状態」や「ふるまい」に対して指示を出すのがオブジェクトの役割です。
このオブジェクトからプロパティにデータを入れたり、メソッドに指示を出すことになります。
例を見てみましょう。 ①関数が他言語でいうクラスの働きを受け持っていますと書きましたが、それが以下の箇所です。 つまり、ここが設計図になります。
この関数をに代入しますが、変数名は大文字で記述してください。
この変数名がクラス名になります。
②次はクラスのオブジェクトを作成します。 クラスのオブジェクトは「new演算子」を使って生成します。
先ほど「状態」「ふるまい」に対して指示を出すのがオブジェクトの役割ですと言いましたが、このオブジェクトから設計図の中のプロパティにデータを入れたり、メソッドに指示を出すことになります。
カッコの中の引数1000と2はクラスのプロパティを初期化するために存在します。
このようにオブジェクトを作成すると同時にプロパティが初期化される機能をコンストラクタといいます。 引数である1000と2がクラスのa,bにそれぞれ代入されます(1000がaに、2がbにそれぞれ代入されます)。
そして、にaが代入され、にbが代入されます。
次はthisについて説明します。
thisとはオブジェクト自身を指します。
this.kingakuはオブジェクト自身のkingakuにaを入れる
this.kazuはオブジェクト自身のkazuにbを入れる
と言う意味です。
つまり、thisを使って、オブジェクトとプロパティの関連付けを行なうと考えていただいて結構です。
次にクラスにメソッドを追加する方法について説明します(スペースの都合でreturn文を2行で書いていますが1行で書いても結構です)。 と言う形式でメソッドをクラスに追加します。
メソッドを入れる位置はの記述より後にします。
つまり、オブジェクトの後にメソッドを追加します。
この例ではという形式でメソッドを追加しましたが、最初から以下のようにfunction内に記述することも出来ます。 function内に書くときにはのようにthisを付けます。
では次の例をみてみましょう。 変数を追加するにはの形式で書きます。
最初から変数を設定しなくても後からでも追加できることを覚えておいてください。
この例ではの箇所です。
この変数をメソッド内で使用する時にはいつもの通り、thisを付けて使用します。
最後に以下の箇所で結果を出力します(スペースの都合で2行で書いていますが1行で書いても結構です)。 shop.getGoukei()と記述することで、計算結果が出力されます。
結果は「消費税は1000円です」です。
次の例でオブジェクトについての注意点を説明します。 ここではオブジェクトを以下のように2つ作成していますが、このようにオブジェクトは複数作成することが出来ることを覚えておいてください。 この例ではshopオブジェクトに以下のようにメソッドの追加をしていますが、これはshopオブジェクトに属しているもので、shop2オブジェクトに属しているわけではありません。 ですので以下のように記述しても、結果を得ることは出来ませんので注意してください。 次の例のように初めからfunction内にgetGoukeiメソッドを記述していれば上の文は問題なく出力できます。
クラスについて知ろう
今までのプログラムでは変数とメソッドを扱ってきましたが、クラスと言う機能を使うことで、多くの変数とメソッドを1つの機能体として働かせてデータを処理することが出来ます。
クラスとは何かしらの物を作る設計図に例えられます。
設計図は車や家や鉛筆などをつくる場合に必要ですが、この設計図に当たるものがクラスです。
車や家や鉛筆の中には色々な部品が含まれていますが、それらの部品には「状態」や「ふるまい」があります。
例えば、鉛筆であれば「状態」は鉛筆の形、芯、線の濃さなどで、「ふるまい」は線を引く、削るなどの動作です。
その「状態」や「ふるまい」をクラスと言う設計図に書いていきます。
「状態」を変数で書き、「ふるまい」をメソッドで書くことになります。
その「状態」や「ふるまい」に指示を出すのはオブジェクトです。
例えば「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。
では以下のHairDryerクラスで説明します。
以下の例ではクラスの大まかな事だけを説明します。 クラスの基本構文は以下の通りです。 アクセルレベルとはpublicの部分ですが、どのクラスからでも接続出来るクラスを作る場合にpublicにします。
「class クラス名」のようにpublicを付けなかった場合はパッケージ内部からは接続できますが、外部からは接続できないクラスを作ることができます。
パッケージについては「パッケージについて知ろう」で説明します。
クラスに指定できるアクセスレベルはとの2つのみです。
次はフィールド変数について説明します。
クラスの中に書かれた変数をフィールド変数と言います。
フィールド変数の基本構文は以下の通りです。 先ほどの例の中では以下の部分がフィールド変数です。 例えば
public int temperature;は温度の設定
public int wind;は風の強さ
public int price;はドライヤーの値段を決めるなどと仕様を決めます。
次はメソッドについて説明します。 HairDryerクラスのメソッドはshowTemperatureですが、これは温度を表示するメソッドです。
このように必要なメソッドを自身で作成していきます。
次にアクセスレベルについて説明します。
HairDryerクラスのフィールド変数やメソッドにはpublicが付いていますので、すべてのクラスでフィールド変数やメソッドを使用することができます。
次はオブジェクトの作成方法について説明します。
先ほど、「状態」や「ふるまい」に指示を出すのはオブジェクトです。
例えば「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出しますと書きましたが、そのオブジェクトの作り方を説明します。
通常はmainメソッドの中にオブジェクトを作成します。
オブジェクトの基本構文は以下の通りです。
オブジェクト変数名は変数での命名規則に従って、名づけを行います。
このオブジェクトはインスタンスとも呼ばれています。 ではオブジェクトを作っていきます。
オブジェクトはnew演算子を使って作成しますがHairDryerクラスでは以下のようにオブジェクトを作成しています。
このオブジェクト変数から、様々な指示をフィールド変数やメソッドに出していきます。 普通の変数はのように型名を先頭に付けて宣言しますが、オブジェクトを作成する時にはクラス名を先頭に付けて宣言しますので、クラスはクラス型と思ってください。
次はクラスの中のフィールドやメソッドにデータを入れる方法について説明します。
フィールド変数には以下の形式でデータを入れます。 この例ではオブジェクト変数がmachineなので、のような形式でデータを入れていきます。
次はHairDryerクラスのメソッドを呼び出す方法について説明します。
以下の構文でメソッドを呼び出します。 HairDryerクラスのshowTemperatureを呼び出すにはと、記述します。
では実際にクラスの例を見てみましょう。このプログラムは銀行でのお金の入金や出金のシステムを簡潔に作っています。
の箇所でGinkou22クラスのオブジェクトを作成していますので、ここから指示を出していきます。
次の箇所でデータを入れています。 図にすると以下のようにフィールド変数にデータを入れています。 もう一つフィールド変数にデータを入れる方法がありますので次で紹介します。
それは次のように初めからクラスの中のフィールド変数にデータを入れておくことです。
では次はメソッドにデータを渡してみましょう。
mainメソッドの中の次の箇所でメソッドにデータを渡しています。
具体的には という形式で、Ginkou22クラスのメソッドにデータを渡しています。 このメソッドはインスタンスされてから実行されているのでインスタンスメソッドと呼ばれています。
次はthisの意味について説明します。
プログラムの中にthisと言う文字がありますが、thisはインスタンスメソッド もしくは これから説明するコンストラクタの中で使用され、オブジェクト自身を指します。
例えば使い方はインスタンスメソッドの中でフィールド変数名とローカル変数名が同じ時にフィールド変数を指し示す場合などに使います。 上の例で説明しますとフィールド変数であるkingakugoukeiとnyuukinメソッドの中の引数が同じ名前ですが、フィールド変数であるkingakugoukeiを指し示すときにthisを使います。
この例のようにフィールド変数とローカル変数の名前が違えば特にthisは付ける必要はありませんが、付けても問題ありません。
では次の箇所の説明に入ります。 =>このtoStringメソッドはObjectクラス(「クラスについての雑学を知ろう」で説明します)で規定されているメソッドですので、それを自身のクラス(Ginkou22クラス)でオーバーライドして使っています。
オーバーライドとは同じメソッド名のメソッドを「内容を変えて引き継ぐこと」を言います。
toStringメソッドは少し特殊でで出力するときにはを省略できます。
つまり、例では以下のように書いていますが、 以下のようにtoString()を付けなくても同じ意味になります。 結果は以下の通りです。
次の例に進みますが、クラスを2つに分けています。1つは通常のクラスであるGinkou109で、もう一つはmainメソッド専用のMain190クラスです。
2つのクラスファイルを別々にコンパイルした後に、Main190クラスを実行すると結果が表示されます。
このようにクラスは分けることが出来ます。 次の例は「Main190.java」です。 この例では「コンストラクタ」について説明します。
これまでは以下のように1つ1つデータを入れていましたが、銀行のシステムでこの中のどれか1つでもデータを入れ忘れたら大変なことになります。 しかし、コンストラクタと呼ばれる機能を使うことによって、オブジェクトを作成時に自動的にデータをフィールド変数にセットすることが出来ます。 コンストラクタには戻り値の型は書きません。
例では以下の箇所がコンストラクタです。 ではコンストラクタのアクセスレベルの説明を始めます。
次はコンストラクタを呼び出す方法について説明します。
コンストラクタの呼び出しは以下の通り書きます。 この例では以下の箇所がコンストラクタの呼び出しの箇所です。 このように書くことでインスタンスの過程で1000、五十嵐銀行、近藤栄治の各データがそれぞれコンストラクタのにセットされることになります。 実はコンストラクタを明示的に作成しない場合はJavaが自動的に引数やデータがカラのコンストラクタを作ってくれます。
例を見てみましょう。 コンストラクタを書かない時にJavaは引数もデータもない以下のようなコンストラクタを暗黙的に作成します。
この場合のコンストラクタは暗黙的に作られるので、明示的にプログラム上に書くわけではありません。これはデフォルトコンストラクタと呼ばれています。 例えばこの例では以下のデフォルトコンストラクタが作成されます。 super()とは親クラスのコンストラクタを呼び出すという意味ですが、次章でクラスの継承を説明するので、その時に詳しく説明します。
次の例ではコンストラクタの注意点について説明します。 では説明を始めます。
のように引数のない形式でオブジェクトを作っているにも関わらず、次のように引数のあるコンストラクタだけを作ってしまうとエラーになります。 1つでも引数のあるコンストラクタを作ってしまうと、デフォルトコンストラクタが作成されませんので注意してください。
このためにも、引数有りのコンストラクタ作る時には、引数無しのコンストラクタも次のように作ってください。 では例をみてみましょう。 結果は以下の通りです。オブジェクトが2つありますが、具体的な説明は次の例で説明します。 しかし、上の2つのコンストラクタの書き方は同じことを2回書いているのであまり、いい書き方とは言えません。 そこで以下の箇所をスマートに書き換える方法について説明します。 上の例を書き換えると以下のようになります。 ではこの箇所のthisについて説明します。
this(引数1,引数2…..)と書くことで引数のあるコンストラクタを呼び出すことが出来ます。
thisの中の引数は引数のあるコンストラクタの引数の数や型を合わせてください。
ちなみに今まで使用してきたとは似ていますが、違うものです。
では次に進みますが、今度は複数のオブジェクトを実行する方法について説明します。
次の例は「Ginkou333.java」です。 次は「Main2.java」です。 このようにオブジェクトは何個でも作ることが可能です。
例ではGinkou333クラスのaとbの2つのオブジェクト変数を作成しています。 は引数が無いので以下のコンストラクタが適応されます。 は引数があるので以下のコンストラクタが適応されます。 結果は次の通りです。
クラスについて知ろう
この章ではクラスについて説明します。
今までのプログラムでは変数と関数を扱ってきましたが、クラスと言う機能を使うことで、多くの変数と関数を1つの機能体として働かせてデータを処理することが出来ます。
クラスとは何かしらの物を作る設計図に例えられます。
設計図は車や家や鉛筆をつくる場合に必要ですが、この設計図に当たるものがクラスです。
車や家や鉛筆の中には色々な部品が含まれていますが、それらの部品にはがあります。
例えば、鉛筆であれば、「状態」は鉛筆の形、芯、線の濃さなどで、「ふるまい」は線を引く、削るなどの動作です。
その「状態やふるまい」をクラスと言う設計図に書いていきます。
「状態」を変数で書き、「ふるまい」を関数で書くことになります。
その「状態やふるまい」に指示を出すのはオブジェクトです。
例えば線を消すなど具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。
「状態」は変数で書くと言いましたが、クラスの中の変数のことをプロパティと言います。
「ふるまい」は関数で書くと言いましたが、クラスの中の関数のことをメソッドと言います。
では初めにクラスの基本から説明します。
クラスの中に「状態」や「ふるまい」を書いていきます。 クラス名の付け方は基本的には変数名の付け方と同じですが、変数との違いは大文字と小文字を区別しないことです。
例えばとは同じクラスを意味します。
その他にクラス名の付け方で気を付けることは最初の文字を大文字にして後は小文字というのが慣例になっていることです。 オブジェクトを作成するためにはクラス名の前にを付けます。
これをオブジェクト変数に代入すればオブジェクトの完成です。
このオブジェクトを作る過程を「インスタンス化」と言います。
クラスはただの設計図なので、オブジェクトから指示を出さないと何も動きません。
先ほども説明しましたが、「線を消す」など具体的な指示をオブジェクトと言う司令塔から出します。
ではクラスとオブジェクトの関係をもう一度説明します。
例えば新築の家をつくるとします。
そこで、家にこんな機能を付けたい、あんな機能も付けたいと思い悩むことでしょう。
ある人はプールや床暖房を付けたり。
それを実現するには設計図にその「プールや床暖房」やプールや床暖房を操作する機能を付け加えないといけません。
実際にはクラスの中にプール、床暖房という変数を設定し、プールや床暖房を実際に機能させるためにメソッドの中で水や床の温度を上げたり下げたりする機能を加える必要があります。
この設計図はそのままでは動きませんので、誰かの指揮のもとに動かさなくてはいけません。その指揮者の役割がオブジェクトです。
「オブジェクト」は例えば冬になったらプールの水の温度を40度にするなど細かな指示をします。
ではクラスの例を見てみましょう。 このクラスにはBanksystemという名前が付いています。
以下の変数がプロパティです。
プロパティの前にpublicが付いていますが、これはプロパティに対してクラスの外からでも、どこからでもアクセスが出来ることを意味します。
publicは修飾子と呼ばれています。
修飾子はこの他にもprivate、protectedなどがありますが、後ほど説明します。 以下のようにメソッドの前にpublicが付いていますが、これはメソッドに対してクラスの外からでも、どこからでもアクセスが出来ることを意味します。
次はクラスを実行する方法について説明します。
クラスは設計図なのでこのままでは何も機能しません。
クラスを機能させるためには以下のようにオブジェクトを作成しなくてはいけません。
それが$Bankです。作り方は説明した通り、クラス名の前にnewを付け、それを変数に代入すればオブジェクトの完成です。
次にプロパティにデータを入れていきます。
以下のようにデータを入れます。 $オブジェクトとプロパティの間にある「->」はアロー演算子と言います。
クラスのプロパティやメソッドにアクセスするときに使います。
次はメソッドにデータを入れます。 メソッドの場合には「=」を使わないで、メソッドの引数に渡したいデータを入れます。
次にプロパティをクラスの中で使用する方法について説明します。
クラスの中でプロパティやメソッドを使用するためには「$this->」を使用しなくてはいけません。
ですので、メソッドの中でプロパティを使用するためには次のように「$this->」を使用します。 結果は「山田銀行の近藤次郎様の残高は240000」となります。
オブジェクトは何個でも作成することが出来るので、次の例をみてみましょう。
先ほどの例は$Bankオブジェクトだけでしたが、オブジェクトはいくつでも作成することが出来ます。
以下の例では$Bank1を付け加えました。
次にプロパティに対してクラスの外からのアクセスを禁止する場合の対処法について説明します。
先ほどの例との違いは以下のsum関数と$moneysumの箇所です。 プロパティに対してクラスの外からのアクセスを禁止する場合にはプロパティの前にprivateを付けます。
privateにする理由はクラスの外から自由にプロパティの値を書き替えられては困る場合などに使われます。
privateを付けますと、クラスの外部から直接プロパティに対してのようなアクセスはすることが出来なくなります。
では、このprivate指定のプロパティにどのようにデータを入れるのかと言いますとメソッドを通してデータを入れます。
それが以下のsumメソッドです。
このsumメソッドは入力したデータが0より小さい場合には0を$moneysumに代入するというチェック機能を付けました。
deposiメソッドやwithdrawalメソッドにはチェック機能を付けませんでしたが、sumメソッドのようにマイナスの値が入らないようにif文でチェックしています。
次は「コンストラクタ」といわれる機能について説明します。
例をみてみましょう。ではコンストラクタの機能について説明します。 functionの次のアンダーバーは2つあることに注意してください。
コンストラクタの修飾子は必ずpublicです。
また、引数は省略できます。
この機能はコンストラクタと言いまして、オブジェクトを作成するときに自動的に呼び出されるメソッドです。
つまり、newによってオブジェクトが作られるときに自動的に呼び出されるメソッドです。
これは変数を初期化したい時に使用します。
コンストラクタを呼び出すには以下の通り、オブジェクトの引数に渡すデータをなどと記述します。
引数がない場合には省略できます。 以下のようにオブジェクトを作成するときに自動的にコンストラクタが呼び出され、引数の値がそれぞれコンストラクタの引数に代入されます。
次は静的メソッドと静的プロパティについて説明します。
静的メソッドや静的プロパティはオブジェクトを作成しなくてもアクセスすることができるメソッドやプロパティで、オブジェクトからデータを入れたりすることはできません。
静的メソッドや静的プロパティの作成方法はメソッドやプロパティの前にstaticを付けるだけです。
ここでいくつかの注意点を説明します。
〇「$this->」 はstaticメソッドの内部で使用することはできません。
〇静的メソッドや静的プロパティには前の例の のようにを使ってアクセスすることはできません。
〇静的メソッドや静的プロパティはクラスに属しているメソッドやプロパティです。
今まではクラスのオブジェクトを作成して、そのオブジェクトからメソッドやプロパティにデータを入れてきました。
なぜなら、それらのメソッドやプロパティはオブジェクトに属しているからです。
例えば以下の$Bankオブジェクトと$Bank1オブジェクトで使われるプロパティとメソッドは同じものを使っていますが、各データはそれぞれのオブジェクトの持ち物ですので、共通して使えるデータはありません。 それに対して静的メソッドや静的プロパティは各オブジェクトが共通して使えるデータです。
では先ほどの例を見てみましょう。
の箇所が静的プロパティですが、そのプロパティには0が代入されています。
この$totalプロパティは「クラスに属しています」。
次に静的プロパティにアクセスしてみましょう。
今まではを使っていましたが、は静的メソッドや静的プロパティでは使えないので、代わりにという形式を使います。
以下の箇所ではコンストラクタが呼び出されるごとに$totalに1が足されていきます。 ですので、1回目のコンストラクタの呼び出しで$totalに「1」が足されるのででは「1人目山田銀行の近藤次郎様の残高は240000」と出力されます。
2回目のコンストラクタの呼び出しで「1」である$totalにさらに「1」が足されるのででは「2人目山田銀行の近藤次郎様の残高は240000」と出力されます。
$Bankオブジェクトと$Bank1オブジェクトが1つの$totalを共通して使っていることが分かります。
これは説明した通り、$totalがクラスに属しているからです。