Java言語の継承とは？コンストラクタとは？オーバーライドとは？初心者向けに演習問題のサンプルコードをもとにしてわかりやすく説明します。その①

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2021.06.20

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演習問題

  • class X{
  • X() {System.out.println(“[X]”);}
  • void a() {　System.out.println(“[x.a]”);　}
  • void b() {　System.out.println(“[x.b]”);　}
  • }
  • class Ｙ extends Ｘ {
  • Y() { System.out.println(“[Y]”); }
  • void a() {　System.out.println(“[y.a]”);　}
  • }

上記のようにクラスＸ，Ｙが宣言されている場合、以下のプログラムコードが実行された結果を予測しましょう。

 

  • X x = new X();
  • x.a();
  • x.b();
  • Y y = new Y();
  • y.a();
  • y.b();

上のプログラムコードですが、クラスＸとクラスＹには

「X() 　Ｙ()」

という引数のないコンストラクタが定義されています。

そして処理の内容はそれぞれ「Ｘ」「Ｙ」を出力するという内容になっています。

 

それぞれのなかにメソッドが定義されています。

このプログラムの内容を下の内容で実行します。

もちろんそのままでは実行できないのでメインクラスを設定して実行します。

 

実行側はまずＸクラスをインスタンス化してメソッドを実行します。

Ｙクラスも同様にインスタンス化してメソッドを実行します。

継承はまず子クラスの中身が優先されます。

親クラスの「Ｘ」クラスの中にも「ａ」というメソッドがありますが、はじめにＹクラスの中の「ａ」というメソッドが優先的に実行されます。そして次に「ｂ」メソッドを実行します。

Ｙクラスには独自で定義している「ｂ」メソッドはありません。

ですが「Ｘクラス」を継承しているのでそれを呼び出して実行するという流れになるはずです。

 

実際にこのような流れになるかどうかプログラムを実行してみたいと思います。

 

プログラムコード

 

  1. class X {
  2. //　Ｘクラスのコンストラクタ
  3. X() {
  4. System . out . println ( “[X]” ) ;
  5. }
  7. //　Ｘクラスのａメソッド
  8. void a() {
  9. System . out . println ( “[x.a]” ) ;
  10. }
  12. //　Ｘクラスのｂメソッド
  13. void b() {
  14. System . out . println ( “[x.b]” ) ;
  15. }
  17. class Y extends X {
  18. //　Ｙクラスのコンストラクタ
  19. Y() {
  20. System . out . println ( “[Y]” ) ;
  21. }
  23. //　Ｙクラスのａメソッド
  24. void a() {
  25. System . out . println ( “[y.a]” ) ;
  26. }
  28. //　本体側のメインクラス
  29. class Main {
  30. public static void main(String[] args) {
  31. X x = new X();
  32. x.a();
  33. x.b();
  35. Y x = new Y();
  36. y.a();
  37. y.b();
  39. }
  40. }

実行結果

  1. [X]
  2. [x.a]
  3. [x.b]
  4. [X]
  5. [Y]
  6. [y.a]
  7. [x.b]

解説

親クラス「Ｘクラス」の挙動

親クラスである「Ｘクラス」のコンストラクタが定義されました。

このコンストラクタの処理内容は[X]を出力することです。

 

  1. X() {
  2. System . out . println ( “[X]” ) ;
  3. }

「Ｘクラス」の中にａメソッドとｂメソッドが定義されそれぞれの処理内容が記述されています。

 

  1. //　Ｘクラスのａメソッド
  2. void a() {
  3. System . out . println ( “[x.a]” ) ;
  4. }
  6. //　Ｘクラスのｂメソッド
  7. void b() {
  8. System . out . println ( “[x.b]” ) ;
  9. }

子クラス「Ｙクラス」の挙動

「Ｙクラス」は親クラスである「Ｘクラス」を継承するクラスです。extendsを記述します。

 

  1. class Y extends X {

コンストラクタとメソッドを定義してそれぞれの処理内容を記述します。

 

  1. //　Ｙクラスのコンストラクタ
  2. Y() {
  3. System . out . println ( “[Y]” ) ;
  4. }
  6. //　Ｙクラスのａメソッド
  7. void a() {
  8. System . out . println ( “[y.a]” ) ;
  9. }

Y() { System.out.println(“[Y]”); }

子クラスのコンストラクタが実行されるときに親クラスのコンストラクタを明示的に呼び出していないので仮想的に

Y() { super();System.out.println(“[Y]”); }

親クラスのコンストラクタが追加されます。

記述していなくても仮想的に追加されるということです。

 

どういうことかというとまず親クラスのコンストラクタを実行して次に子クラスのコンストラクタの内容を実行するということです。

super();

というのは親クラスのコンストラクタです。

つまりＸクラスのコンストラクタの内容の[X]の出力が終わってからやっと「Ｙクラス」のコンストラクタの内容の実行に移るということです。

 

「Ｙクラス」独自のメソッドａですが

void a() {　System.out.println(“[y.a]”);　}

親クラスも同じメソッドａを持っています。

ですがオーバーライドが発生して、呼び出されてもこちらの方が優先して実行されるということになります。

[y.a]　が出力されるということです。

 

メインクラスの挙動

まず「Ｘクラス」のインスタンス化がおこなわれます。

このインスタンス化がおこなわれた時点で自動的に「Ｘクラス」のコンストラクタが実行されます。

 

  1. X x = new X();

次に「Ｘクラス」のａメソッドとｂメソッドを呼び出します。

すると「Ｘクラス」のａメソッドとｂメソッドの内容が実行されます。

つまり[x.a]と[x.b]が出力されます。

 

  1. x.a();
  2. x.b();

続いて「Ｙクラス」のインスタンス化をします。

この時点で自動的に「Ｙクラス」のコンストラクタが実行されますがその時点で仮想的に「Ｘクラス」のコンストラクタが実行されます。

つまり一番はじめに「Ｘクラス」のコンストラクタが実行されるということです。

「Ｘクラス」のコンストラクタの内容である

[X]

が先に出力されるということになります。

 

  1. Y x = new Y();

y.a();

で「Ｙクラス」のａメソッドを呼び出します。「Ｘクラス」のaメソッドと名前が同じなためオーバーライドが発生し子クラスのａメソッドが優先して実行されます。

 

  1. y.a();
  2. y.b();

y.b();

「Ｙクラス」はbメソッドを持っていないため、「Ｘクラス」のｂメソッドの内容が出力されます。

 

まとめ

この問題のややこしい所は子クラスである「Ｙクラス」のコンストラクタが実行されるときには自動的に「Ｘクラス」のコンストラクタも一緒についてくるというところです。

 

なので[Y]が出力される前に必ず[X]が出力されることを理解してください。

記述されてはいませんが

Y() { super();System.out.println(“[Y]”); }

が隠れていることを理解しましょう。

 

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