クラスとオブジェクトの最小形を読む

学生の名前と点数を一緒に管理したいとき、変数を2つずつ並べるのは大変です。クラスを使うと、関連するデータをひとまとめにして「Student」のような名前で扱えるようになります。

この回は VS Code とローカルの Java 環境を使います。まだ準備ができていなければ、先にVS Code で Java を書く準備を済ませてください。

バラバラの変数だと何が困るか

学生3人分の名前と点数を変数で管理してみます。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    String name1 = "田中";
    int score1 = 80;
    String name2 = "佐藤";
    int score2 = 70;
    String name3 = "鈴木";
    int score3 = 90;

    System.out.println(name1 + ": " + score1 + "点");
    System.out.println(name2 + ": " + score2 + "点");
    System.out.println(name3 + ": " + score3 + "点");
  }
}

田中: 80点
佐藤: 70点
鈴木: 90点

name1 と score1 が同じ学生のデータだという対応は、プログラマが頭の中で管理しています。人数が増えると変数の組み合わせを間違えやすくなります。

クラスでまとめる

「名前と点数をセットで持つもの」をクラスとして定義します。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Student s = new Student("田中", 80);
    System.out.println(s.name + ": " + s.score + "点");
  }
}

class Student {
  String name;
  int score;

  Student(String name, int score) {
    this.name = name;
    this.score = score;
  }
}

田中: 80点

新しい要素がいくつか出てきました。

コンストラクタはメソッドに似ていますが、戻り値の型がなく、クラス名と同じ名前です。

オブジェクトを作る

new Student("田中", 80) が、Student クラスの設計図をもとに実体（オブジェクト）を1つ作る操作です。

Student クラス（設計図）
├── name: String
└── score: int

new Student("田中", 80) → オブジェクト s
├── name: "田中"
└── score: 80

設計図は1つですが、new するたびに別のオブジェクトを作れます。

複数のオブジェクトを作る

同じクラスから、データの違うオブジェクトをいくつでも作れます。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student("田中", 80);
    Student s2 = new Student("佐藤", 70);
    Student s3 = new Student("鈴木", 90);

    System.out.println(s1.name + ": " + s1.score + "点");
    System.out.println(s2.name + ": " + s2.score + "点");
    System.out.println(s3.name + ": " + s3.score + "点");
  }
}

class Student {
  String name;
  int score;

  Student(String name, int score) {
    this.name = name;
    this.score = score;
  }
}

田中: 80点
佐藤: 70点
鈴木: 90点

冒頭のバラバラの変数と出力結果は同じですが、s1.name と s1.score がセットであることがコード上で明確になりました。

クラスにメソッドを追加する

Student クラスに「自己紹介」するメソッドを追加します。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student("田中", 80);
    Student s2 = new Student("佐藤", 70);

    s1.introduce();
    s2.introduce();
  }
}

class Student {
  String name;
  int score;

  Student(String name, int score) {
    this.name = name;
    this.score = score;
  }

  void introduce() {
    System.out.println(name + "です。" + score + "点でした。");
  }
}

田中です。80点でした。
佐藤です。70点でした。

introduce メソッドは Student クラスの中に書いたので、s1.introduce() のように呼び出します。メソッドの中では name や score はそのオブジェクト自身のフィールドを指します。

これまで static を付けていたメソッドとの違いは、「どのオブジェクトのデータを使うか」が呼び出し元で決まる点です。s1.introduce() は田中のデータ、s2.introduce() は佐藤のデータを使います。

この時点での Student クラスの構成をまとめます。

classDiagram
    class Student {
        String name
        int score
        Student(String name, int score)
        void introduce()
    }

次の回へ

次は、ArrayList とクラスを組み合わせて「オブジェクトの一覧を扱う」方法を見ます。Student の配列やリストを for 文で回すと、データの管理がさらに整理されます。