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Javaの基本をマスターする

最終更新： 28/03/2025
2 分の読み

Java言語の完全かつ包括的な学習ガイド

Javaは、最も人気があり、広く使用されているプログラミング言語の一つです。Javaは、企業のシステム開発、モバイルアプリケーション、ゲーム開発、さらにはウェブアプリケーションの構築にも利用されており、その汎用性と強力な機能が魅力です。本記事では、Javaを学ぶためのステップバイステップのガイドを提供し、初心者から上級者まで、すべてのレベルのプログラマーに役立つ情報をお届けします。

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1. Javaとは？

Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズ（後にオラクルに買収される）によって発表されたオブジェクト指向のプログラミング言語です。Javaの特徴的な点は、「Write Once, Run Anywhere」（一度書けば、どこでも実行できる）というモットーのもと、プラットフォームに依存しないコードを作成できる点です。Javaプログラムは、Java仮想マシン（JVM）上で実行されるため、どのプラットフォームでも同じように動作します。

2. Javaの基本構造

Javaのプログラムは、基本的に「クラス」と「メソッド」から構成されます。クラスはオブジェクトを定義するためのテンプレートであり、メソッドはそのクラスが実行する処理を定義します。

クラスの基本構造

java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("こんにちは、Java!");
    }
}

上記のコードでは、Mainというクラスが定義され、その中にmainというメソッドがあります。mainメソッドは、Javaプログラムが最初に実行されるエントリーポイントです。System.out.printlnは、コンソールに文字列を出力するための命令です。

3. 変数とデータ型

Javaでは、変数を使ってデータを格納します。データ型には、数値、文字、真偽値など、さまざまな種類があります。

主なデータ型

  • 整数型：int, long

  • 浮動小数点型：float, double

  • 文字型：char

  • 真偽値型：boolean

  • 文字列型：String（Javaのクラス）

java
int number = 10;    // 整数型
double price = 15.5; // 浮動小数点型
char grade = 'A';    // 文字型
boolean isTrue = true; // 真偽値型
String message = "こんにちは"; // 文字列型

4. 演算子

Javaでは、さまざまな演算子を使って値を操作します。演算子には、算術演算子、比較演算子、論理演算子などがあります。

算術演算子

  • +（加算）

  • -（減算）

  • *（乗算）

  • /（除算）

  • %（剰余）

java
int a = 10;
int b = 5;
int sum = a + b;  // 加算
int difference = a - b;  // 減算
int product = a * b;  // 乗算
int quotient = a / b;  // 除算
int remainder = a % b;  // 剰余

比較演算子

  • ==（等しい）

  • !=（等しくない）

  • >（大きい）

  • <（小さい）

  • >=（以上）

  • <=（以下）

java
int x = 10;
int y = 5;
boolean isEqual = (x == y); // 等しいかどうか
boolean isGreater = (x > y); // 大きいかどうか

論理演算子

  • &&（論理積）

  • ||（論理和）

  • !（論理否定）

java
boolean flag1 = true;
boolean flag2 = false;
boolean result1 = (flag1 && flag2); // 論理積
boolean result2 = (flag1 || flag2); // 論理和
boolean result3 = !flag1; // 論理否定

5. 制御構文

プログラムの流れを制御するために、Javaにはいくつかの制御構文があります。これらを使うことで、プログラムの実行順序を変更することができます。

if文

条件に基づいて処理を分岐させます。

java
int score = 80;
if (score >= 60) {
    System.out.println("合格");
} else {
    System.out.println("不合格");
}

for文

繰り返し処理を行います。

java
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

while文

条件が真である限り繰り返し処理を行います。

java
int count = 0;
while (count < 5) {
    System.out.println(count);
    count++;
}

6. 配列とコレクション

Javaでは、データを一度に格納するために配列やコレクションを使用します。

配列

java
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println(numbers[i]);
}

ArrayList（リスト）

java
import java.util.ArrayList;

ArrayList list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
list.add("Cherry");

for (String item : list) {
    System.out.println(item);
}

7. メソッド

Javaでは、コードの再利用性を高めるためにメソッドを使用します。メソッドは、特定の機能を実行するためのブロックです。

java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        greet("Java");
    }
    
    public static void greet(String name) {
        System.out.println("こんにちは、" + name);
    }
}

8. オブジェクト指向プログラミング（OOP）

Javaはオブジェクト指向プログラミング（OOP）に基づいています。OOPでは、クラスとオブジェクトを使ってプログラムを構築します。OOPの4つの主要な概念は以下の通りです。

1. クラスとオブジェクト

クラスは、オブジェクトの設計図です。オブジェクトは、クラスから生成された実際のインスタンスです。

java
class Person {
    String name;
    int age;
    
    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    void introduce() {
        System.out.println("私の名前は" + name + "で、年齢は" + age + "歳です。");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("太郎", 25);
        person.introduce();
    }
}

2. 継承

継承は、あるクラスが別のクラスの特性を引き継ぐ仕組みです。

java
class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("食べる");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println("吠える");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.eat();
        dog.bark();
    }
}

3. ポリモーフィズム

ポリモーフィズムは、同じメソッド名で異なる動作を実現する仕組みです。

java
class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("音を出す");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("ワンワン");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();
        myDog.makeSound();
    }
}

4. カプセル化

カプセル化は、オブジェクトの内部状態を外部から隠蔽する概念です。

java
class Account {
    private double balance;
    
    public void deposit(double amount) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
        }
    }
    
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

9. 例外処理

Javaでは、エラーが発生したときに適切な処理を行うために例外処理を使用します。tryとcatchブロックを使って、エラーを捕まえて適切に処理することができます。

java
try {
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("ゼロで割り算をしました: " + e.getMessage());
}

10. 終わりに

Javaは、初心者から上級者まで広く使用されている強力なプログラミング言語です。オブジェクト指向の概念を理解し、基本的な構文や構造を学ぶことは、Javaを使いこなすための第一歩です。本記事を参考にして、Javaの学習を進めてください。また、実際にコードを書いてみることが重要ですので、練習問題を解いたり、小さなプロジェクトを作成したりすることで、理解を深めましょう。

最終更新： 28/03/2025
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