2003
-0228 ver 1.00　発行
-0301 ver 1.10　間違い修正
-0303 ver 1.11　誤字修正
-0304 ver 1.20　「再定義」→「多重定義」に変更
-0307 ver 1.30　多重定義のときの，引数パターンごとに定義ができるが，戻り
　　　　　　　　の違いは無視されることを追加

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　第３９号　2003/02/28

　メソッドの多重定義(オーバーロード)と上書き(オーバーライド)

┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛

　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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▼ オーバーロードとオーバーライド

　Java を勉強していると，オーバーロード，オーバーライドという紛らわしい用
語が登場します。今回は，この２つに焦点を合わせて解説をします。

　オーバーロードは，over load で，積み過ぎ，という意味です。プログラム用
語としては，「多重定義」と訳されています。Ｊマガではオーバーロードという
用語を出来るだけ使わずに，「多重定義」を使用します。

　オーバーライドは，over ride で，上に乗る，覆す，無視をする，という英語
です。プログラム用語としては，「上書き」と訳されています。Ｊマガでは，オー
バーライドをできるだけ使わずに，「上書き」を使用します。

　多重定義(オーバーロード)，上書き(オーバーライド)はともに，メソッド(関
数)の定義の仕方のことです。

　まずは，メソッドを利用した単純なプログラムから見ていきましょう。

------------------------------------------------------------------------
▼ メソッド(関数)の導入

　基本プログラム，xHello.java を見てみましょう。

例 j39-01 xHello.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xHello.java

  1: // Java 基本プログラム アプリケーション "Hello"を表示
  2:
  3: public class xHello {
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         System.out.println("Hello");
  6:     }
  7: }

　5 行目の，System.out.println()は，長いので，新たにメソッドを導入して，
単純に名前に変更しましょう。

例 j39-02 xOvr00.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr00.java

  1: // printlnをシンプルに
  2: // System.out.println() は長いので，xdisp()と短く
  3:
  4: public class xOvr00 {
  5:     public static void main(String xargs[]){
  6:         xdisp("Hello");
  7:     }
  8:
  9:     static void xdisp(String xstr){
 10:         System.out.println(xstr);
 11:     }
 12: }

　9〜11行目で，xdisp()メソッドを定義しています。これによって，

  5:     public static void main(String xargs[]){
  6:         xdisp("Hello");
  7:     }

　と，System.out.println() の代わりに，xdisp() を利用することができます。

　この xdisp() は，このままでは，() の中に，Stringクラスのインスタンスが
入ったときしか利用できません。xdisp(3) の様に，()の中に整数を入れると，コ
ンパイルエラーとなります。

　xdisp()の()の中をメソッドの引数(ひきすう)といいます。そこの引数として，
整数を入れた場合，さらに，浮動小数点を入れた場合にも対応出来るように，
xOvr00.java を拡張してみましょう。

補足
　浮動小数点というは，小数を含む数字のことです。精度によって，単精度と
倍精度があります。ここでは，倍精度(dobule)を使っています。

------------------------------------------------------------------------
▼ 多重定義(オーバーロード)の導入

　disp()の引数のパターンを，文字列，整数，浮動小数点でそれぞれ動作するよ
うにしました。

例 j39-03 xOvr01.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr01.java

  1: // xdispを引数のパターン別に定義
  2:
  3: public class xOvr01 {
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         xdisp("Hello");
  6:         xdisp(21);
  7:         xdisp(0.000001);
  8:     }
  9:
 10:     static void xdisp(String xstr){
 11:         System.out.println(xstr);
 12:     }
 13:
 14:     static void xdisp(int xi){
 15:         System.out.println(xi);
 16:     }
 17:
 18:     static void xdisp(double xd){
 19:         System.out.println(xd);
 20:     }
 21: }

　10 〜 20 行目を見てください。同一メソッド名で，()の中が違うパターンが，
３つあります。このように，同一名のメソッドで引数のパターンの違いをいくつか
定義することを，メソッドの多重定義(オーバーロード)といいます。

　メソッドの多重定義によって，同一のメソッド名で，引数のパターンごとに定
義をすることができます。

　たとえば，

　　static void xdisp(int xi);

に対して，同一のメソッド名 xdisp()で，

　　static void xdisp(dobule xd);　// 引数が違った例
    static void xdisp(int xi, yi); // 引数が違った例

　と多重定義できます。

------------------------------------------------------------------------
▼ 継承を利用してカプセル化

　xOvr01.java の，4 〜 8 行目は，xdisp() を使う部分，10 〜 20 行目は，
xdisp() のメソッドを定義する部分と分かれています。他のプログラムからも，
xdisp() を利用できるようにするためには，4 〜 8 行目と 10 〜 20 行目を別々
のクラスとして定義すると便利です。

　次のように，メソッドの定義を一つのクラスとして独立させ，それを継承する
という形にできます。

例 j39-04 xOvr02.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr02.java

  1: // 継承，メソッドの多重定義(オーバーロード)
  2:
  3: public class xOvr02 extends xDsp {             // xDsp を継承
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         xdisp("Hello");
  6:         xdisp(21);
  7:         xdisp(0.000001);
  8:     }
  9: }
 10:
 11: class xDsp {
 12:
 13:     static void xdisp(String xstr){
 14:         System.out.println(xstr);
 15:     }
 16:
 17:     static void xdisp(int xi){
 18:         System.out.println(xi);
 19:     }
 20:
 21:     static void xdisp(double xd){
 22:         System.out.println(xd);
 23:     }
 24: }

　一つのソースファイルの中で，別のクラスとして独立させるだけでなく，さら
に，別のソースファイルに独立させることもできます。同一フォルダに保存すれ
ば特別な指定は必要ありません。

例 j39-05 xDsp.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xDsp.java

　xDsp クラス

  1: // Displayクラス
  2:
  3: public class xDsp {
  4:
  5:     static void xdisp(String xstr){
  6:         System.out.println(xstr);
  7:     }
  8:
  9:     static void xdisp(int xi){
 10:         System.out.println(xi);
 11:     }
 12:
 13:     static void xdisp(double xd){
 14:         System.out.println(xd);
 15:     }
 16: }

例 j39-06 xOvr03.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr03.java

  1: // 継承，親クラス (xDsp) を外部定義
  2:
  3: public class xOvr03 extends xDsp {
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         xdisp("Hello");
  6:         xdisp(21);
  7:         xdisp(0.000001);
  8:     }
  9: }

　xDsp.class が無いとき，xOvr03.java をコンパイルすれば，自動的に，xDsp.java
がコンパイルされて，xDsp.class も作成されます。先に，xDsp.java をコンパイ
ルしておいてもいいです。

------------------------------------------------------------------------
▼ 上書き(オーバーライド)の導入

　xOvr03 を実行すると，

Hello
21
1.0E-6

　と表示されます。1.0E-6 という表示は，　1.0 に (10 の -6 乗)をかけると
いう表示の仕方です。これを通常の，0.000xx の形で表示させることにしましょ
う。この場合は，引数を浮動小数とする，xdisp()を別途定義をします。

例 j39-07 xOvr04.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr04.java

  1: // オーバーライド(上書き)の単純な例
  2:
  3: import java.text.DecimalFormat;
  4:
  5: public class xOvr04 extends xDsp {
  6:     public static void main(String xargs[]){
  7:         xdisp("Hello");
  8:         xdisp(21);
  9:         xdisp(0.000001);
 10:     }
 11:
 12:     static void xdisp(double xd){
 13:         DecimalFormat xdfmt = new DecimalFormat("#.########");
 14:         System.out.println(xdfmt.format(xd));
 15:     }
 16: }

　xdisp(浮動小数点)のときにどうするかは，xDsp の方に定義されていましたが，
xOvr04.java のように，別途定義をすると，こちらの定義が有効になります。こ
れを，メソッドの上書き(オーバーライド)といいます。上書き定義をするために
は，同じ引数のパターン，同じ戻り値型である必要があります。もし，違っている
と多重定義となります。（戻り値の型のみが違う場合はコンパイルエラーとなり
ます)
　上書きは，定義がしてある xOvr04 のみで，有効です。xDsp を継承している
別のクラスがあった場合には，そちらには影響はしません。

　このサンプルで利用している DecimalFormat クラスは，表示するときの書式を
サポートするクラスです。これを利用することで，0.00xx のように表示すること
ができます。

　xOvr04 を実行すると，

Hello
21
0.000001

　となります。

------------------------------------------------------------------------
▼ メソッドの多重定義(オーバーロード)と上書き(オーバーライド)の違い

　メソッドの多重定義(オーバーロード)と上書き(オーバーライド)の違いをまと
めてみます。

メソッドの多重定義(オーバーロード)
　引数パターンが異なる形式において，同じメソッド名で多重に定義。
　（戻り値の型で区別なできない)

メソッドの上書き(オーバーライド)
　戻り値の型，引数パターンが同じ形式の親クラスのメソッド名を上書き定義

------------------------------------------------------------------------
▼ コラム　コンパイラの動作

　2003年2月25日の宿題メールの基本情報・高度共通向けに出した宿題に，以下
のような問題がありました。

　図はコンパイラにおける処理の流れを表している。a 〜 d に入る用語の組合
せとして，適切なものはどれか。

┌──┐　┌──┐　┌──┐　┌──┐　┌───────┐
│ a　│→│ b　│→│ c　│→│ d　│→│目的コード生成│
└──┘　└──┘　└──┘　└──┘　└───────┘

　　┌──────┬──────┬──────┬──────┐
　　│　　　a 　　│　　　b 　　│　　　c 　　│　　　d 　　│
┌─┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ア│　構文解析　│　字句解析　│　意味解析　│　最適化　　│
├─┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│イ│　構文解析　│　字句解析　│　最適化　　│　意味解析　│
├─┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ウ│　字句解析　│　構文解析　│　意味解析　│　最適化　　│
├─┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│エ│　字句解析　│　構文解析　│　最適化　　│　意味解析　│
└─┴──────┴──────┴──────┴──────┘

■キーワード■　コンパイラ

■解答■
　　ソフトウェア開発技術者午前平成１３年問４４

　　┌──────┬──────┬──────┬──────┐
　　│　　　a 　　│　　　b 　　│　　　c 　　│　　　d 　　│
┌─┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│ウ│　字句解析　│　構文解析　│　意味解析　│　最適化　　│
└─┴──────┴──────┴──────┴──────┘


　コンパイラは，

　字句解析
　　↓
　構文解析
　　↓
　意味解析
　　↓
　最適化
　　↓
　コード生成

　の順で処理します。

　Java のコンパイルではどうか見てみましょう。

　Javac でコンパイルのときに，-verbose をつけると，コンパイルの途中経過が
表示されます。

例 j39-06 xOvr03.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j39/xOvr03.java

  1: // 継承，親クラス (xDsp) 外部定義
  2:
  3: public class xOvr03 extends xDsp {
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         xdisp("Hello");
  6:         xdisp(21);
  7:         xdisp(0.000001);
  8:     }
  9: }

　-verboes 付きでコンパイルすると次のようにメッセージが表示されます。

S:\ftpyscon\j\java\jmaga\j39>javac  -verbose xOvr03.java
[xOvr03.java を構文解析開始]
[170ms で構文解析完了]
[.\xDsp.class を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/Object.class) を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/String.class) を読み込み中]
[xOvr03 を確認中]
[xOvr03.class を書き込み完了]
[合計 830ms]

　ここで，構文解析開始，構文解析完了のところで，字句解析，構文解析を
やっています。意図的に，エラーを出してみましょう。

　3 行目のpublic を 次のように p@blic として，コンパイルしてます。

  1: // 継承，親クラス (xDsp) 外部定義
  2:
  3: p@blic class xOvr03 extends xDsp {
  4:     public static void main(String xargs[]){
  5:         xdisp("Hello");
  6:         xdisp(21);
  7:         xdisp(0.000001);
  8:     }
  9: }

S:\ftpyscon\j\java\jmaga\j39>javac  -verbose xOvr03.java
[xOvr03.java を構文解析開始]
xOvr03.java:3: 'class' または 'interface' がありません。
p@blic class xOvr03 extends xDsp {
^
xOvr03.java:3: \64 は不正な文字です。
p@blic class xOvr03 extends xDsp {
 ^
[170ms で構文解析完了]
[.\xDsp.class を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/Object.class) を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/String.class) を読み込み中]
[xOvr03 を確認中]
[合計 660ms]
エラー 2 個

　字句解析はして，p，@，blic，と順に字句が取り出せたようです。字句解析が
おわり，@ は，不正な文字であると叱れました。このエラーは，字句解析のエ
ラーか構文解析のエラーか不明です。

　xOvr03.java:3: 'class' または 'interface' がありません。

　は，構文解析のエラーです。文法上のエラーを調べるのが，構文解析です。

[xOvr03 を確認中]

　は意味解析中という意味です。意味解析というのは，文法としては正しいが，
他との整合性を解析します。文法としては正しいが，コンパイルは通らないエラー
を出してみましょう。
　先ほどの p@blic は，正しくして，xDsp.java の方の方に修正しましょう。

　xdisp()の引数は，文字列，整数，浮動小数点が，xDsp.java で定義されていま
した。xDsp.java の文字列の定義のところをコメントにして，引数が文字列の場合
の，xdisp() を無くしてみましょう。そうすることで，文法としては正しいですが，
整合性がとれなくなるはずです。

// Displayクラス

public class xDsp {

/* コメントで，無効にする。
    static void xdisp(String xstr){
        System.out.println(xstr);
    }
*/
    static void xdisp(int xi){
        System.out.println(xi);
    }

    static void xdisp(double xd){
        System.out.println(xd);
    }
}

　xDsp.java を修正したので，こちらを先にコンパイルをかけてから，
xOvr03.java をコンパイルをします。そうすると，

S:\ftpyscon\j\java\jmaga\j39>javac  -verbose xOvr03.java
[xOvr03.java を構文解析開始]
[110ms で構文解析完了]
[.\xDsp.class を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/Object.class) を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/String.class) を読み込み中]
[xOvr03 を確認中]
xOvr03.java:5: シンボルを解釈処理できません。
シンボル: メソッド xdisp  (java.lang.String)
位置    : xOvr03 の クラス
        xdisp("Hello");
        ^
[合計 660ms]
エラー 1 個

　となりました。

[xOvr03 を確認中]
xOvr03.java:5: シンボルを解釈処理できません。

　は，意味解析のエラーです。構文解析の後に，意味解析がされていることが分
かりました。

　xDsp.java を元に戻して，もう一度コンパイルをやり直します。

S:\ftpyscon\j\java\jmaga\j39>javac  -verbose xOvr03.java
[xOvr03.java を構文解析開始]
[160ms で構文解析完了]
[.\xDsp.class を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/Object.class) を読み込み中]
[C:\J2SDK1.4\JRE\lib\rt.jar(java/lang/String.class) を読み込み中]
[xOvr03 を確認中]
[xOvr03.class を書き込み完了]
[合計 770ms]

　「xOvr03.class を書き込み完了」のメッセージのところは，ここで，コード
の生成が終わり，それがファイルして書き出されたことを表しています。通常
この直前に最適化が終了しています。

------------------------------------------------------------------------
▼ コラム　配列の[]

　配列の宣言の仕方は，String配列のxargsを例とすると

　String[] xargs;
　String []xargs;
　String xargs[];

の３通りの書き方があります。真ん中の書き方は，あまり普及していませんので
これ以上触れません。一番上が，現在，Java のプログラムスタイルとして普及し
ています。最後の書き方は，他の言語で従来から書かれているパターンです。
　この２通りのパターンを利用して，２次元配列を宣言すると，

　String[][] xargs;
　String xargs[][];
　String[] xargs[];

のように，宣言できます。xargs が，２次元配列であると一番はっきるするのは
二つ目のように思われます。よって，Ｊマガでは，配列の宣言の仕方は，

　String xargs[];

　のように，配列名の後ろに[]を付けるを標準とすることします。

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

　配列の定義のときの[] の位置

　　型　変数名[];
 　クラス　インスタンス名[]

　理由，２次元配列のときに間違いが発生しにくい。

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

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

　次号では，インスタンスメソッド，クラスメソッド

　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。

この号の内容

１　良かった
２　普通
３　良くなかった

コメント，リクエストもどうぞ。