2003
-0220 ver 1.00　草稿開始
-0303 ver 1.10　サンプルプログラムのコメント修正，誤字修正


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　第３８号　2003/02/20

　インターフェース

┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛

　プログラムを作成する上での注意事項：
　Windows98SE, SDK(JDK) 1.4.0，IE 5.5 を前提としています。
　拡張子を表示するに設定してください。

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========================================================================
▼ インターフェース

　インターフェース(interface)は，一般的には，ものともの，ものと人間との
やりとりのやり方を指します。「この携帯電話のインターフェースがよい」とい
うときは，この携帯電話の操作性が良いという意味になります。コンピュータ
の世界では，コンピュータの操作性を指したり，コンピュータと他の機器との
接続口を指したりします。Java の世界で，インターフェースというのは，くせ
者です。Ｊマガでは，このインターフェースを「クラスもどき」と今まで呼ん
できました。この号では，このインターフェースを扱います。

------------------------------------------------------------------------
▼ 単純な例

　インターフェース(interface)を利用していない簡単なプログラムを元に，それ
にインターフェースを追加してましょう。

　まず，インターフェースを利用していない例です。

例 j38-01 xDay01.java Dateクラスを利用した簡単な例
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xDay01.java

  1: // Dateクラスを利用した簡単な例
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: public class xDay01{
  6:
  7:     public static void main(String[] xargs){
  8:
  9:         Date xday = new Date();
 10:         System.out.println(xday);
 11:
 12:     }
 13: }

　このプログラムは，Date クラスから，xday というインスタンスを生成して，
それを表示しています。
　通常の Java の入門書では，クラスは設計書で，インスタンスは，それをもと
にして，作成された，製品であると説明しています。Ｊマガでは，クラスは，本
体で，インスタンスは，分身であると言ってきました。これは，孫悟空がクラス
で，孫悟空の髪の毛から生まれた分身がインスタンスという意味です。

　--Ｊマガローカル規則 -------------------------------------

　本体と分身
　　クラス  　　　本体　設計図
　　インスタンス　分身　設計図を元にして作った製品

　==================================== Ｊマガローカル規則 ==

　--Ｊマガローカル規則 -------------------------------------

　名前の付け方
　　x で始まっている名前，また，ローマ字の名前は，Java です
でに決まっている名前でははない。自分で好きな名前に変更可能

　==================================== Ｊマガローカル規則 ==

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　インスタンス生成
　　クラス　インスタンス名;
　　インスタンス = new 構築子(引数);
    　構築子(コンストラクタ)名は，クラス名と同一

　============================================= Java 規則 ==

　--Ｊマガローカル規則 -------------------------------------

　　規則の定義で，名が付くとき，付かないとき
　int a = 3 + 2;
　を，
　型　変数名 = 整数；
　と表現する，"名"が付いているときは，その名前自体をここで宣
　言する。"名"がついていないものは，実体として，それをなれば
　よいことを示す。

　==============================================Ｊマガ規則==

------------------------------------------------------------------------
▼ 継承

　xDay01.java を元にして，Date クラスに性別を付加してみましょう。このよ
うに，一つのクラスに特定の機能を付け加える時には，継承(extends)を使いま
す。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　継承の定義(子クラス)の仕方

　　class クラス名 extends 親クラス {
        追加する変数;
        追加・上書きするメソッド;
    }

　============================================= Java 規則 ==


例 j38-02 xDay02.java Date クラスに性別メソッドを付加。継承を利用
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xDay02.java

  1: // Date クラスに性別メソッドを付加。継承を利用
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: class xDay extends Date{
  6:     public String getSeibetu(){
  7:         return "男";
  8:     }
  9: }
 10:
 11: public class xDay02{
 12:     public static void main(String[] xargs){
 13:         xDay xday = new xDay();
 14:         System.out.println(xday);
 15:         System.out.println(xday.getSeibetu());
 16:     }
 17: }

　Date クラスを親クラスとして，xDay クラスを

  5: class xDay extends Date{
  6:     public String getSeibetu(){
  7:         return "男";
  8:     }
  9: }

として，定義します。これを，Date クラスを継承して，xDay クラスを定義した
といいます。こうすることで，Date クラスのすべての性質を受け継ぎ，さらに，
getSeibetu() というメソッドを追加で定義しました。

 13:         xDay xday = new xDay();
 14:         System.out.println(xday);
 15:         System.out.println(xday.getSeibetu());

　のところでは，xDay クラスのインスタンス xday を生成して，それを表示して
います。

　同じように，Thread クラスにも性別を付加しましょう。

例 j38-03 xIntFace00.java Date ２つのクラスに性別を付加。継承を利用
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xIntFace00.java

  1: // ２つのクラスに性別を付加。継承を利用
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: class xDay extends Date{
  6:     public String getSeibetu(){
  7:         return "男";
  8:     }
  9: }
 10:
 11: class xThread extends Thread{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return "女";
 14:     }
 15: }
 16:
 17: public class xIntFace00{
 18:     public static void main(String[] xargs){
 19:         xDay xday = new xDay();
 20:         System.out.println(xday);
 21:         System.out.println(xday.getSeibetu());
 22:
 23:         xThread xthkeeper = new xThread();
 24:         System.out.println(xthkeeper);
 25:         System.out.println(xthkeeper.getSeibetu());
 26:
 27:     }
 28: }

　このプログラムでは，Thread クラスを継承して，xThread クラスを定義して
います。xThraed クラスには，女という性質を付け加えました。

  5: class xDay extends Date{
  6:     public String getSeibetu(){
  7:         return "男";
  8:     }
  9: }

と

 11: class xThread extends Thread{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return "女";
 14:     }
 15: }

　で，ほぼ同様に定義していますが，12行目で，getSeibetu() の代わりに，
getSex() としても別にかまいません。もし，ここで，getSex() とした場合，

 25:         System.out.println(xthkeeper.getSeibetu());

　の xthkeeper.getSeibetu() は，xthkeeper.getSex() になります。

　このように，性別を付加していくときに，ある時は，getSeibetu() ，ある時は
getSex()となるとプログラム作成のときに不便になります。統一されていた方が
分かりやすいです。性別を知るためのやり方を統一するために，インターフェー
スという機能を使います。

------------------------------------------------------------------------
▼ インターフェース

　ここで，いよいよインターフェースの登場です。次のように「インターフェー
ス」を利用すると，メソッド名を統一することができます。

例 j38-04 xIntFace01.java Date インターフェースを利用した基本プログラム
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xIntFace01.java

  1: // インターフェースを利用した基本プログラム
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: interface Seibetu{
  6:     String man = "男";
  7:     String woman = "女";
  8:     String getSeibetu();
  9: }
 10:
 11: class xDay extends Date implements Seibetu{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return man;
 14:     }
 15: }
 16:
 17: class xThKeeper extends Thread implements Seibetu{
 18:     public String getSeibetu(){
 19:         return woman;
 20:     }
 21: }
 22:
 23: public class xIntFace01{
 24:
 25:     public static void main(String[] xargs){
 26:         xDay xday = new xDay();
 27:         System.out.println(xday);
 28:         System.out.println(xday.getSeibetu());
 29:
 30:         xThKeeper xthkeeper = new xThKeeper();
 31:         System.out.println(xthkeeper);
 32:         System.out.println(xthkeeper.getSeibetu());
 33:     }
 34: }

　インターフェースを使った定義の部分は，

  5: interface Seibetu{
  6:     String man = "男";
  7:     String woman = "女";
  8:     String getSeibetu();
  9: }

　5 行目の interface を class にすると，クラス の定義とほぼ同じになります。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　クラスの定義の仕方

　　class クラス名  {
        型　変数名;
        メソッド名(引数の並び){
            メソッドの内容;
        };
    }

　============================================= Java 規則 ==

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　インターフェースの定義の仕方

　　interface クラス名  {
        型　変数名;
        メソッド名(引数の並び);
    }

　============================================= Java 規則 ==

クラスの定義との違いは，メソッドの実際の仕事の記述がないことです。

  8:     String getSeibetu();

　で，実際の getSeibetu() の仕事の中身を何も定義していません。ここでは，
性別を知るための，getSeibetu というメソッドの名前と，()の中は，何もない
ことを定義しています。このようにメソッドの中身を定義せずに，メソッドの名
前と()の中のパターンのみ定義されたメソッドを，抽象メソッドといいます。

　この抽象メソッドは，

 11: class xDay extends Date implements Seibetu{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return man;
 14:     }
 15: }

　で，具体化されます。この Seibetu() という(日本語でいう意味での)インター
フェースを具体化するということで，implements(実装)という用語が，11 行目
に使われています。
　12 行目から14 行目で，return man だけですけが，getSeibetu() のメソッド
の具体的な仕事が定義されましています。。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　インターフェースの実装の仕方

　　class クラス extends 親クラス implements インターフェース{
        実際の仕事;
    }

 　「extends 親クラス」は継承が無いときは，省略可能。

　============================================= Java 規則 ==

　xIntFace01.java の 12 行目で，getSeibetu() の代わりに，getSex() と書い
たり，また，このメソッド自体を無くしてしまうと，コンパイルエラーになりま
す。このxDay の定義のところで，implements Seibetu と書いた以上，必ず，
getSeibetu()の中身が定義されなくはいけません。

　このように，インターフェース(interface)を利用すると，メソッド名を統一
することができます。(クラスもどきの)インターフェースという機能は，クラス
に特定の(本来の意味での)インターフェースを付加する機能といえます。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　抽象メソッド

　　メソッドの名前と引数の並びのみを定義されたものを，抽象メ
　ソッドという。
　　使う前には，実装する必要がある。

　============================================= Java 規則 ==

------------------------------------------------------------------------
▼ 同じインターフェースを持つもの

　xDay クラス と xThKeeper クラスに，性別を持たせることができました。この
クラスから，生成されたインスタンスは，ともに，性別を持つものとして，グルー
プ化して扱うことができます。

　次の例を見てください。

例 j38-05 xIntFace02.java Date インターフェース変数の利用例
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xIntFace02.java

  1: // インターフェース変数の利用例
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: interface Seibetu{
  6:     String man = "男";
  7:     String woman = "女";
  8:     String getSeibetu();
  9: }
 10:
 11: class xDay extends Date implements Seibetu{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return man;
 14:     }
 15: }
 16:
 17: class xThKeeper extends Thread implements Seibetu{
 18:     public String getSeibetu(){
 19:         return woman;
 20:     }
 21: }
 22:
 23: public class xIntFace02{
 24:     public static void main(String[] xargs){
 25:
 26:         xDay      xday      = new xDay();
 27:         xThKeeper xthkeeper = new xThKeeper();
 28:
 29:         Seibetu   xseibetuNoArumono;
 30:
 31:         xseibetuNoArumono = xday;
 32:         System.out.println(xseibetuNoArumono);
 33:
 34:         xseibetuNoArumono = xthkeeper;
 35:         System.out.println(xseibetuNoArumono);
 36:
 37:     }
 38: }

　1 〜 22行目まで，xIntFace01.java と同じです。

 29:         Seibetu   xseibetuNoArumono;

　で，変数やインスタンスを宣言するやり方と同じように，やっています。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　インターフェース変数の宣言

　インターフェース　インターフェース変数名;

　============================================= Java 規則 ==

　このインターフェース変数の xseibetuNoArumono には，xday と，xthkeeperを
代入することができます。つまり，xday と xthkeeper は 性別のあるものとして
同じ仲間と見なされています。あるインスタンスとあるインスタンスを同じ仲間
と見なすというのは，本来のクラスの定義です。これが，今まで，Ｊマガでは，
インターフェースを「クラスもどき」と呼んできた理由でもあります。インター
フェースは，プログラムの中の記述では，まるで，クラスのように扱われます。

　--Ｊマガローカル規則 -------------------------------------

　　Java の interface を「クラスもどき」と呼ぶ

　=====================================Ｊマガローカル規則 ==

------------------------------------------------------------------------
▼ 「クラスもどき＝インターフェース」の性質

　クラスもどき(= interface )の性質を見てみましょう。

例 j38-06 xIntFace03.java クラスもどき(= interface) の性質
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xIntFace03.java

  1: // クラスもどき(= interface) の性質
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: interface Seibetu{
  6:     String man = "男";
  7:     String woman = "女";
  8:     String getSeibetu();
  9: }
 10:
 11: class xDay extends Date implements Seibetu{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return man;
 14:     }
 15:     // 独自の変数，メソッドを定義してもよい
 16:     String girlFrend = "スキッパー";
 17:     public String getGirlFrend(){
 18:         return girlFrend;
 19:     }
 20: }
 21:
 22: public class xIntFace03{
 23:
 24:     public static void main(String[] xargs){
 25:
 26:         xDay xday = new xDay();
 27:
 28:         Seibetu xseibetuNoArumono;
 29:
 30:         System.out.println(xday.getGirlFrend());
 31:
 32:         xseibetuNoArumono = xday;
 33:
 34:         // System.out.println(xseibetuNoArumono.getTime()); エラー
 35:         System.out.println(xday.getTime());
 36:
 37:         System.out.println(xseibetuNoArumono.woman);
 38:         System.out.println(xday.woman);
 39:         System.out.println(Seibetu.woman);
 40:
 41:         System.out.println(xseibetuNoArumono.getSeibetu());
 42:         System.out.println(xday.getSeibetu());
 43:         // System.out.println(Seibetu.getSeibetu()); コンパイルエラー
 44:
 45:     }
 46: }

　クラスもどき(=interface)の性質をいつか見ていきましょう。

 11: class xDay extends Date implements Seibetu{
 12:     public String getSeibetu(){
 13:         return man;
 14:     }
 15:     // 独自の変数，メソッドを定義してもよい
 16:     String girlFrend = "スキッパー";
 17:     public String getGirlFrend(){
 18:         return girlFrend;
 19:     }
 20: }

　インタフェースを実装(implement)するときに，追加して，独自の変数やメソッ
ドを定義することができます。

 32:         xseibetuNoArumono = xday;
 33:
 34:         // System.out.println(xseibetuNoArumono.getTime()); エラー
 35:         System.out.println(xday.getTime());

　クラスもどき(=interface)の変数(インスタンス？）として，扱ったときは，
本来のクラスのメソッドは，利用できません。
　34 行目は，// をとると，コンパイルエラーとなります。

 37:         System.out.println(xseibetuNoArumono.woman);
 38:         System.out.println(xday.woman);
 39:         System.out.println(Seibetu.woman);

　この３行とも，"女"と表示されます。
　このサンプルプログラムでは，扱っていませんが，この woman の中身を変更
することはできません。xseibetuNoArumono.woman = "女性" のするとコンパイル
エラーとなります。

 41:         System.out.println(xseibetuNoArumono.getSeibetu());
 42:         System.out.println(xday.getSeibetu());
 43:         // System.out.println(Seibetu.getSeibetu()); コンパイルエラー

　41，42行目は，実行されると，ともに，"男"と表示されます。43行目は，
// をとるとコンパイルエラーとなります。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　インターフェース変数

　インターフェース変数を定義することができ，そこに，インター
フェースを実装したクラスから生成された，インスタンスを代入す
ることで出来る。
　インターフェース変数から参照できるのは，インターフェースで
定義されているメソッドと変数のみ。インタフェースが実装されて
いるクラスが持つメソッドと変数は参照できない。

　============================================= Java 規則 ==

------------------------------------------------------------------------
▼ ソースファイルの分割

　同一インターフェースが，いろいろなクラスに追加される場合があります。
そのため，クラスもどき(=interface)は，別のソースファイルして，独立してあ
ると便利です。

次のようにプログラムソースを分解することができます。

例 j38-07 Seibetu.java Date インターフェースのみ定義
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xSeibetu.java

  1: // インターフェースのみ定義
  2:
  3: interface Seibetu{
  4:     String man = "男";
  5:     String woman = "女";
  6:     String getSeibetu();
  7: }

例 j38-08 xDay.java xDayの定義
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xDay.java

  1: // xDayの定義
  2:
  3: import java.util.Date;
  4:
  5: class xDay extends Date implements Seibetu{
  6:     public String getSeibetu(){
  7:         return man;
  8:     }
  9:     // 独自の変数，メソッドを定義してもよい
 10:     String girlFrend = "スキッパー";
 11:     public String getGirlFrend(){
 12:         return girlFrend;
 13:     }
 14: }
 15:

例 j38-09 xIntFace04.java 外部ファイルの利用
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j38/xIntFace04.java

  1: // 外部ファイルの利用
  2:
  3: public class xIntFace04{
  4:
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:
  7:         xDay xday = new xDay();
  8:         System.out.println(xday.getSeibetu());
  9:
 10:     }
 11: }

　この分割された，Javaのソースファイルをコンパイルするときは，

> javac xIntFace04.java

とすることで，Seibetu.java，xDay.java も自動的にコンパイルされます。ただ
し，今回のプログラムでは，相互関係を特別に定義をしていませんので，同一の
フォルダに保存しておく必要があります。

　-- Java 規則 ---------------------------------------------

　クラス，インターフェースのソースファイルの分割とコンパイル

　　クラス，インターフェースのソースファイルは，クラス，イン
　ターフェース単位で分割することができきる。
　　コンパイルは，必要に応じて，引用利用されているものも自動
　的にコンパイルがされる。

　============================================= Java 規則 ==

　これでインターフェースの解説は終わります。

------------------------------------------------------------------------
▼ 次号の予定

　次号では，配列の説明をします。

　知りたいテクニック，また，解説してほしいクラスなどリクエストお寄せくだ
さい。

------------------------------------------------------------------------
▼ 著作権について

　このメールマガジンで公開しているプログラムソースは，著作権を当方スタッ
フが所有しますが，プログラムソースの利用は，商用を含めて，再利用，改変，
発表を制限しません。
　画像や音などの素材は，それぞれ著作権があります。著作者に承諾なしに再利
用はできません。
　本文に関しては，斎藤末広が著作権を所有します。再利用に関しては，承諾を
必要とします。

------------------------------------------------------------------------
▼アンケート（以下を返信してください）

　この号のＪマガに対するご意見をお待ちしています。ぜひ，ご返信下さい。

内容のレベルは

１　難しいのでもっと簡単にしてほしい
２　ちょうどよい
３　もっと難しくてもよい

その他ご要望