Java 未来に備えるための継承 〜親クラスの作成とインターフェース〜

イントロダクション

前回は、継承に関して学習しました。

継承関係を作る目的は大まかに下の2つがあります。

  1. クラスのグループ化
  2. クラスの拡張

そして、クラスをグルーピング、拡張することで以下のようなメリットがあります。

  • 親クラスのメソッドも使用できる
  • 親クラスと似て非なるメソッドができる

この特性を使用して、実際に使用されているのがJava APIにあります。

<画面コンポーネント系のクラス(java.net)>

Socket通信を使用した、実装のサンプルです。これは画面(サーバー)C++で作られています。しかし、クライアント側、つまりアクセスする方はJavaでさくせいしました。実行はEclipseを使用しています。

<インターフェースのケース>

  • java.util.List
    ArrayList, LinkedListなどのクラスをグルーピングしている
  • java.util.Set
    HashSet, EnumSet名どのクラスをグルーピング
  • java.util.Map
    HashMap, LinkedMapなどのクラスをグルーピング

未来に備える実装の例

具体例A
テキストRPGゲームを作成しようとしているので下のようなクラスを作成したいと思っている。

  1. 勇者・クラス
  2. 魔法使い・クラス
    3.盗賊・クラス
  3. 超勇者クラス
  4. マタンゴ・クラス
  5. ポインズンマタンゴ・クラス
  6. ゴブリン・クラス
  7. ウェアウルフ・クラス
  8. デスバット・クラス

これらのクラスを作るのに、全てのクラスに「HP」「名前」が必要になりますが、毎回同じコードを書くのは
スマートではありませんので「継承(extends)」を行うことでこれらを解消することができました。
※↑前回の学習内容

そして、インターフェースも同様に「同じカテゴリ」のクラスを作ることができます。

具体的には、自分が作成した「CommandIF」のことです。

今回の学習ポイント

  1. 今回は、通常のクラスにある、メソッドとは別の「抽象メソッド」に関して学びます。
  2. 通常のクラス + 「抽象メソッド」= 【抽象クラス】
  3. 「抽象メソッド」と定数のみ = 【インターフェース】

未来に備えるための継承

プログラミングを行う目的には、大まかに2種類あります。

  1. 目的のものを実装する(今作ろうとしているものを作る)
  2. 今後あると便利なものを前もって、実装しやすいように作っておく

※普段から今後使えるものを作ろうとするのは基本ですが。。。

先ほどの具体例Aを例にすると、下のようなクラス群を作成するのに共通するプロパティ(属性)を持ったクラスを継承して作成するのが、良さそうです。※この時点では、アイディアのレベルで良いのです。

  1. 勇者・クラス
  2. 魔法使い・クラス
    3.盗賊・クラス
  3. 超勇者クラス
  4. マタンゴ・クラス
  5. ポインズンマタンゴ・クラス
  6. ゴブリン・クラス
  7. ウェアウルフ・クラス
  8. デスバット・クラス

なので、これらのクラスに共通するプロパティ(属性)を考えます。
UMLを使用すると、直感的に考えることができます。

とりあえずは。このような形で、クラスの継承関係を作成すると「HP」と「名前」はCharacterクラスのみに作成すれば問題なくできそうです。

2つの不都合

ここで不都合が生じます。具体的には「詳細不明のメソッド」が出てくるというところです。

具体的問題は、

「勇者クラスと魔法使いクラスの攻撃力、ダメージは同じでしょうか?」

答えはNOだと思います。そんな魔法使いがいても良いのかもしれませんが。。。

しかし、勇者と魔法使いが同じ攻撃を行うのでは、職種が違う意味がありません。

なので、「戦う」というメソッドの処理内容をそれぞれのクラスで別の処理にしてやる必要があります。

ただし、メソッドの名前は同じである必要があります。

なので、HeroやWizardなどのプレーヤー側のクラスの親になるクラス「Character」を作成してやれば、コードとしては下のような形になります。共通するプロパティ(属性)は全てCharacterクラスで管理するようにします。

<Heroクラス>

package yoshida.tkm.lesson10;

/**
 *
 * @author 作成者の名前
 * 2021/05/19
 */
public class Hero extends Character {
    /** 定数 */
    final String TEISU = "定数";

    /** コンストラクタ */
    public Hero() {
        // newしたときに呼び出される
        System.out.println("*** Hero コンストラクタ ***");
    }

    /** 戦う */
    public void attack(Matango m) {
        System.out.println(getName() + "の攻撃");
        m.hp -= 5;
        System.out.println("5ポイントのダメージをあたえた!");
    }

    /** 逃げる */
    public void run() {
        // コメント
        System.out.println(getName() + "は逃げ出した!");
    }
}

CharacterクラスにHPと名前が定義してあるので、これらのフィールド変数は親クラスのものを使用します。

そして、Heroクラスには「戦う」と「逃げる」、のコマンドがあります。

<Wizardクラス>

public class Wizard extends Character {
    public void heal(Hero hero) {
        hero.setHp(hero.getHp() + 10);
        System.out.println(hero.getName() + "のHPを10ポイント回復した");
    }
 }

Wizardクラスは回復の魔法が使えます。そして、HP、名前は親クラスのものを使用します。

ここで問題なのは。。。

勇者クラスでなくとも「戦う」コマンドは使用できなくてはおかしい、というところです。
なので、上記のWizardクラスにattack()メソッドを追加します。

<Wizardクラス②>

public class Wizard extends Character {
    /** 戦う */
    public void attack(Matango m) {
        System.out.println(getName() + "の攻撃");
        m.hp -= 5;
        System.out.println("5ポイントのダメージをあたえた!");
    }

public void heal(Hero hero) {
        hero.setHp(hero.getHp() + 10);
        System.out.println(hero.getName() + "のHPを10ポイント回復した");
    }
 }

この状態では、勇者クラスの「戦う」と同じ処理になりますが、魔法使いは別な「戦う」方法があるはずです。

この部分の解決方法としては抽象メソッドを使用するという方法があります。

具体的には、Characterクラスに抽象メソッドをもたせてやるという方法です。

しかし、「抽象メソッドをもたせると、通常のクラスではなく抽象クラスとして定義する」必要があります。

通常のクラスと違い下のように定義します。

「書き方」
public abstract class クラス名{
// 通常クラスと変わらないが抽象メソッドを作る必要がある
public abstract 返却値 メソッド名(引数);
}

<Characterクラス>

public abstract class Character {
    // java.lang.Character;
    private String name;
    private int hp;
    private int mp;

    /** 抽象メソッド */
    public abstract void attack(Matango m);

/**
     * @return the name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }
    /**
     * @param name the name to set
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    /**
     * @return the hp
     */
    public int getHp() {
        return hp;
    }
    /**
     * @param hp the hp to set
     */
    public void setHp(int hp) {
        this.hp = hp;
    }
    /**
     * @return the mp
     */
    public int getMp() {
        return mp;
    }
    /**
     * @param mp the mp to set
     */
    public void setMp(int mp) {
        this.mp = mp;
    }
}

これで、HeoクラスとWizardクラスは同じ名前で全く別の処理**のメソッドを作成することができます。
さらに、メソッドの
オーバーライド**を強制させることができるので、オーバーライドのし忘れを防止することができます。

public class Wizard extends Character {
    /** 戦う */
    @Override
    public void attack(Matango m) {
        System.out.println(getName() + "の攻撃");
        m.hp -= 2;
        System.out.println("2ポイントのダメージをあたえた!");
    }

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投稿者:

takunoji

音響、イベント会場設営業界からIT業界へ転身。現在はJava屋としてサラリーマンをやっている。自称ガテン系プログラマー(笑) Javaプログラミングを布教したい、ラスパイとJavaの相性が良いことに気が付く。 Spring framework, Struts, Seaser, Hibernate, Playframework, JavaEE6, JavaEE7などの現場経験あり。 SQL, VBA, PL/SQL, コマンドプロント, Shellなどもやります。

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