第７回 継承とインターフェ イス

第７回　継承とインターフェ イス

～オブジェクト指向の真髄に挑戦！～

学習目標



 継承を使う利点を説明できる



Java

 ポリモーフィズムを使ったプログラムが書 ける

7.1 継承

 7.1.1

較

 7.1.2

 7.1.3 Java

書く

7.1.1 配列リストと

連結リストの性能比較

public static void main(String[] args) { long startTime;//開始時間を保存する long endTime; //終了時間を保存する //--- 配列リストの性能を測定する --- // 商品種類配列リストを生成する

ItemTypeArrayList itemTypeArrayList = new ItemTypeArrayList();

startTime = System.currentTimeMillis();//開始時間を測定する // 商品種類を 1 万件登録する

for(int i=0;i<10000;i++){

itemTypeArrayList.add(new ItemType(1001,"コーラ ",120));

}

endTime = System.currentTimeMillis();//終了時間を測定する

System.out.println("かかった時間は "+ (endTime - startTime) + "ミリ秒です ");

//--- 連結リストの性能を測定する --- // 商品種類連結リストを生成する

ItemTypeLinkedList itemTypeLinkedList = new ItemTypeLinkedList();

startTime = System.currentTimeMillis();//開始時間を測定する // 商品種類を 1 万件登録する

for(int i=0;i<10000;i++){

itemTypeLinkedList.add(new ItemType(1001,"コーラ ",120));

}

例題

7-1

同じ意味の数字は定数に





//

itemTypeArray = new ItemType[10];

//

null

for(int i=0;i<10;i++){

itemTypeArray[i] = null;

}

など、全部で４ヶ所 あります。

同じ意味の数字は定数に



private int ARRAY_SIZE = 10000;// 配列の大きさ

//

itemTypeArray = new ItemType[ARRAY_SIZE];

//

null

for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++){

itemTypeArray[i] = null;

配列の大きさを 保存しておく変数 を作ります

変更する必要が なくなりますね。

例題

7-1

(ItemTypeArrayList.java)

① ほとんど同じコードが 2 度

public static void main(String[] args) { long startTime;//開始時間を保存する long endTime; //終了時間を保存する //--- 配列リストの性能を測定する --- // 商品種類配列リストを生成する

ItemTypeArrayList itemTypeArrayList = new ItemTypeArrayList();

startTime = System.currentTimeMillis();//開始時間を測定する // 商品種類を 1 万件登録する

for(int i=0;i<10000;i++){

itemTypeArrayList.add(new ItemType(1001,"コーラ ",120));

}

endTime = System.currentTimeMillis();//終了時間を測定する

System.out.println("かかった時間は "+ (endTime - startTime) + "ミリ秒です ");

//--- 連結リストの性能を測定する --- // 商品種類連結リストを生成する

ItemTypeLinkedList itemTypeLinkedList = new ItemTypeLinkedList();

startTime = System.currentTimeMillis();//開始時間を測定する // 商品種類を 1 万件登録する

for(int i=0;i<10000;i++){

itemTypeLinkedList.add(new ItemType(1001,"コーラ ",120));

}

同じ仕事

例題

7-1

(Example7_1.java)

② どうしたらメソッド化でき るか？



 考えてみましょう

仕事が同じ意味をもつかどう か

＜ A ＞

•

•

•

•

1

•

•

＜ B ＞

•

•

•

•

1

•

仕事は同じ意味を持つ

＜仕事を＞

•

•

•

•

1

•

•



型が違う



//---

ItemTypeArrayList itemTypeArrayList = new ItemTypeArrayList();

itemTypeArrayList.add(new ItemType(1001,"

//---

ItemTypeLinkedList itemTypeLinkedList = new ItemTypeLinkedList();

itemTypeLinkedList.add(new ItemType(1001,"

まとめられない

I t emTypeAr r ayLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) Mai n

+ mai n( )

1 1

I t emTypeLi nkedLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) 1

1

1 1

1 1

型が違う



 「リスト」という意味は同じだが、違うク ラス

意味は同じなのに

7.1.2 継承





① 継承

 「リスト」という意味のカタマリができれば、その カタマリに対して性能を測るプログラムができる

継承

クラスの意味のカタマリをつくる

＜仕事を＞

•

•

•

•

1

•

•

継承

共通の意味を持つクラス

（商品種類のリスト）

I t emTypeArr ayLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay()

I t emTypeLi nkedLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( )

共通の意味をクラスに

I t emTypeLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( )

抽象化



I t emTypeLi nkedLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( )

I t emTypeAr r ayLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) I t emTypeLi st

+ add( ) + del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( )

② クラス図で表現する

ItemTypeLinkedList

ItemTypeList

サブクラス

ItemTypeList

ItemTypeArrayList

同じ意味に見える

 Example

ト」クラスに対してプログラムするこ とができます

 配列リストか連結リストか意識しなくて済 む

 より意味が明確なプログラムに

I t emTypeLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( )

I t emTypeAr r ayLi st + add( )

I t emTypeLi nkedLi st + add( )

Mai n + mai n( )

1 2

1 2

7.1.3 Java で継承を

使ったプログラムを書く



 ② Java





vs

① スーパークラス の変数への代入

//---

ItemTypeArrayList itemTypeArrayList = new ItemTypeArrayList();

//---

ItemTypeLinkedList itemTypeLinkedList = new ItemTypeLinkedList();

itemTypeArrayList

ItemTypeArrayList

itemTypeLinkedList

ItemTypeLinkedList

基本的に

① スーパークラス の変数への代入

//---

ItemTypeList itemTypeList = new ItemTypeArrayList();

//---

ItemTypeList itemTypeList = new ItemTypeLinkedList();

itemTypeList ItemTypeArrayList

インスタンス

ItemTypeLinkedList

スーパークラスの変数には サブクラスのインスタンスも 代入することができる

入っている

インスタンスによって切り替 わる

ItemTypeList itemTypeList;//スーパークラスの変数を用意する //--- 配列版 ---

itemTypeList = new ItemTypeArrayList();//配列版インスタンスを代入

itemTypeList.add(new ItemType(1001,"コーラ ")); // 配列版インスタンスに追加され ます

//--- 連結リスト版 ---

itemTypeList = new ItemTypeLinkedList();// 連結リスト版インスタンスを代入

itemTypeList.add(new ItemType(1001,“コーラ” )); // 連結リスト版インスタンスに追 加されます

変数に入っているインスタンスによって、自動的に切り替えられます

Example

入っている

インスタンスによって切り替 わる

itemTypeList

[5]

[4]

[3]

[2]

[1]

[0]

102番地 コーラ

22(id)

null ソーダ

23(id)

itemTypeList add()

add()

ItemTypeArrayList

ItemTypeLinkedList

② Java の文法 ( スーパークラ ス )

// 商品種類リストスーパークラス

public class ItemTypeList { //

public void add(ItemType addItemType){

//

}

//

//

}

…

スーパークラスには特別なことを 記述する必要がありませんが、

メソッドは空でも定義しておく

例題

7-2

(ItemTypeList.java)

② Java の文法 ( サブクラス )

// 商品種類リスト配列実装クラス

public class ItemTypeArrayList extends ItemTypeList{

private int ARRAY_SIZE = 10;//

private ItemType[] itemTypeArray;// 商品種類を保存する配列 // 商品種類を追加するメソッド

public void add(ItemType addItemType){

… }

ItemTypeList

メソッドを実装します

（スーパークラスと同じ

メソッド名にする必要があります）

例題

7-2

(ItemTypeArrayList.java

)

これでメソッド化できる



/**

* 商品種類リストの性能を測る

*/

private static void performanceTest(ItemTypeList itemTypeList){

　　・・・・・・

　　 // 商品種類を 1 万件登録する for(int i=0;i<10000;i++){

itemTypeList.add(new ItemType(1001,"

}

例題

7-2

(ItemTypeList.java)

③ 抽象クラスとインターフェ イス

public class ItemTypeList { …

//商品種類を表示するメソッド public void display(){

} … }

スーパークラス

public class ItemTypeArrayList extends ItemTypeList{

// 商品種類を表示するメソッド

public void disp

for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++){

if(itemTypeArray[i] != null){

System.out.println(itemTypeArr…

} } }　… }

サブクラス



サブクラスで実装されていな い



public class ItemTypeList { …

//商品種類を表示するメソッド public void display(){

} …

スーパークラス

ItemTypeList itemTypeList = new ItemTypeArrayList();

//商品種類を追加する

itemTypeList.add(new ItemType(1001,"

// 商品種類リストを表示する

itemTypeList.display();

サブクラス

public class ItemTypeArrayList extends ItemTypeList{

？？

実行！

何もおこらない

メソッド名の間違いを防ぐ



 display()

は空にしてあるので、必ずサブクラス で実装して欲しいです

サブクラスで実装することを保証する方法があります

抽象クラス

// 商品種類リストスーパークラス

public class ItemTypeList { …

//商品種類を表示するメソッド public void display(){

} }

// 商品種類リストスーパークラス

public abstract class ItemTypeList { …

// 商品種類を表示するメソッドの定義 public abstract void display();

}

空実装 定義だけする

例題

7-2

(ItemTypeList.java)

7-3

(ItemTypeList.java)

「定義」と「実装」

public abstract class ItemTypeList { …

//商品種類を表示するメソッドの定義 public abstract void display();

}

スーパークラス

public class ItemTypeArrayList extends ItemTypeList{

// 商品種類を表示するメソッド public void display(){

for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++){

if(itemTypeArray[i] != null){

System.out.println(itemTypeArr…

} } }

サブクラス

(ItemTypeList.java)

^7-3





定義と実装を分けることの利 点



目的と手段を分離する





利用するクラスは「定義」に注目したプログラムが書ける

意味が明確なプログラムが書ける

抽象クラス



 インスタンス化できないクラス

 普通のクラスでは、実装しかできない

public abstract class ItemTypeList { …

//

}

インターフェイス

 Java

 例題

7-4



 抽象クラスとの違いは

 変数がもてない

 定義しかできない（実装ができない）

インターフェイスを使う

// 商品種類リスト　インターフェイス版

public interface ItemTypeList {

public void add(ItemType addItemType);

…

スーパークラス

// 商品種類リスト配列実装クラス

public class ItemTypeArrayList implements ItemTypeList{

// 商品種類を追加するメソッド

public void add(ItemType addItemType){

//

サブクラス

インターフェイスは

メソッドが定義と決まっているので

abstract

例題

7-4

(ItemTypeList.java)

④ 抽象クラス

VS インターフェイス



 抽象クラスでは変数や実装ができる

 インターフェイスは多重継承ができる

余裕のある人は、意味的な違いを考えてみましょう

7.2 if 文 vs ポリモーフィズム

 7.2.1

 7.2.2



① if

 ② インスタンスの違いで分岐する

 7.2.3 if

vs

7.2.1

実装クラスの名前を表示した い

 performanceTest

/** * 商品種類リストの性能を測る

*/ private static void performanceTest(ItemTypeList itemTypeList){

long startTime;//

  startTime = System.currentTimeMillis();//開始時間を測定する   // 商品種類を 1 万件登録する

① if 文で実装する

itemTypeList ItemTypeArrayList

インスタンス

ItemTypeLinkedList

サブクラスを代入できます

逆に、代入してしまうと

どのサブクラスを使っているかは

分からなくなってしまいます

itemTypeList

??



どのインスタンスが

入っているのか調べる方法



instanceof

/** * 商品種類リストの性能を測る

*/ private static void performanceTest(ItemTypeList itemTypeList){

//itemTypeList

ArrayList

LinkedList

if(itemTypeList instanceof ItemTypeArrayList){

System.out.println("

ItemTypeArrayList");

}else if(itemTypeList instanceof ItemTypeLinkedList){

System.out.println("

ItemTypeLinkedList");

}

} [ [

] instanceof [ ] instanceof [

] ]

例題

7-6

(Example7_6.java)

② インスタンスの 違いで分岐する

 if

 考えてみましょう

Mai n + mai n( )

I t emTypeLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) + get Name( )

1 2

1 2

I t emTypeLi nkedLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) + get Name( )

I t emTypeAr r ayLi st + add( )

+ del et e( ) + sear ch( ) + di spl ay( ) + get Name( )

クラスにメソッドを加える



商品種類リストクラスに メソッドを加えます

インスタンスに場合分けを書 く

// 商品種類リスト　抽象クラス

public abstract class ItemTypeList { ...

//実装クラスの名前を得るメソッド

public abstract String getName();

}

// 商品種類リスト配列実装クラス

public class ItemTypeArrayList extends ItemTypeList{

…

//実装クラスの名前を得るメソッド public String getName(){

return "ItemTypeArrayList";

} }

// 商品種類リスト連結リスト実装クラス

public class ItemTypeLinkedList extends ItemTypeList{

…

//実装クラスの名前を得るメソッド public String getName(){

return "ItemTypeLinkedList";

}

スーパークラスで 定義します

サブクラスで実装します

例題

7-6

(ItemTypeList.java)

(ItemTypeArrayList.java)

インスタンスで場合分けされ る

/** * 商品種類リストの性能を測る

*/ private static void performanceTest(ItemTypeList itemTypeList){

//itemTypeList

ArrayList

LinkedList

System.out.println("

… }

itemTypeList

例題

7-6

(Example7_6.java)



7.2.3 if 文 VS ポリモーフィ ズム



if 文 VS ポリモーフィズム

 if

 要素が増えるたびに

else if

 ポリモーフィズムなら

Example



 全部の

if

バランス