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Javaを学んでみたいものの、オブジェクト指向がよく分からずつまずいている方は多いのではないでしょうか。オブジェクト指向は初心者がつまずきがちな概念の1つとして知られています。オブジェクト指向についてしっかり理解することは、ソフトウェア開発を行ううえで大切なので、早い段階から勉強しておきましょう。
本記事ではJavaのオブジェクト指向の基礎について解説します。オブジェクト指向のメリットや重要ポイントなどについてまとめました。Javaのオブジェクト指向について理解を深めたい方はぜひお読みください。
オブジェクト指向とは、特定の役割を持つ物（データや処理内容）を1つにまとめて、それを外部から呼び出して使う開発手法や考え方を指します。特定の役割を持つ物を1つにまとめたものは「クラス」と呼ばれており、クラス内のオブジェクトをプログラムで実際に扱う場合は「インスタンス化」を行う必要があります。
大雑把に言うと、クラスが「設計図」であり、インスタンスが「設計図を元にして作られた実物」です。たとえば、特定の機種の車を動かすプログラムを作る場合は、車というクラスを元にして作ります。設計図があることで、プログラムを組み立てやすくなります。
オブジェクト指向とは、あくまで概念です。そのため明確に「オブジェクト指向は〇〇」と定義づけられているわけではありません。ただ、多くの人はこのようなイメージで捉えています。
昨今のシステム開発は、オブジェクト指向の考え方に基づいて進められることが多いです。オブジェクト指向によってプログラムを組み立てることは、多くのメリットがあるためです。
また、Javaなどの業務で広く使われているプログラミング言語には、オブジェクト指向で開発を進めやすくするための機能が多く備わっています。オブジェクト指向を理解するにはまず、これらの機能の活用方法を覚えることが大切です。
オブジェクト指向のメリットは次の3つです。
オブジェクト指向は開発現場で現在も使われ続けています。なぜ使われ続けているかというと、このようなメリットがあるためです。一つひとつのメリットについて詳しく解説しましょう。
オブジェクト指向を活用することで、システム開発の工数を削減できます。オブジェクト指向における「継承」「ポリモーフィズム」といった概念を用いることで、ソースコードを再利用しやすくなります。つまり、同じソースコードをもう一度書かなくて良くなり、プログラマーの負担を減らせるのです。
また、何度も同じ処理を行うソースコードを記述していると、コード量が膨大になってしまい管理が大変になります。どこに何の処理が書かれているのか分かりにくくなり、バグを発生させる原因にもなってしまうでしょう。更に、テスト作業にも多くの工数がかかります。
特に昨今のシステム開発では、開発スピードが重視される傾向があります。システム開発の需要が高まる一方で、システム開発を行えるエンジニアの数は不足しているのが現状です。少ない人数でも開発を行えるようにするには、開発工数を減らせる仕組みを作ることが大切です。
オブジェクト指向を活用することで、チームでの開発もスムーズになります。オブジェクト指向における「カプセル化」という概念を用いることで、プログラムの独立性を高められます。独立性を高めることで、そのプログラムを書き換えたとしても、他のプログラムに影響を及ぼさないようにできます。
少人数が開発する場合は、「このプログラムは書き換えないこと」などルールを全員に共有が可能です。ただ、大人数での開発の場合、ルールの共有が難しくなります。オブジェクト指向はプログラムの独立性が高く、他の人の作業箇所に影響を与えないと分かれば不安なくプログラムを書き換えられるのです。
特に最近では求められるシステムが複雑化しており、開発規模が大きくなることが増えています。多くの企業が協力して1つのシステムを作り上げることもあるでしょう。そういった場合は特に、プログラムの独立性を高められるオブジェクト指向は力を発揮します。
オブジェクト指向でコードを書くことで、後でシステムに機能を追加しやすくなります。オブジェクト指向によって、ソースコードの再利用性・独立性を高めることが可能です。リリース後のシステムを変更する際も、スムーズに行うことができます。再利用性・独立性が高いソースコードは、変更した結果どの部分の処理が変わるのか分かりやすくなるのです。
システム開発はリリースして終了ではありません。リリース後もクライアントからの要望やシステムの老朽化などが原因で、改修しなくてはいけない場合があります。改修作業をスムーズに行えるようにあらかじめソースコードを記述しておくことは大切です。
Javaにおけるオブジェクト指向には次の3つの重要なキーワードがあります。
この3つの原則を踏まえたうえでシステム設計を行うことで、オブジェクト指向を成立させられるようになります。逆に、これら3つを意識していないと、オブジェクト指向とはかけ離れたプログラムの組み方になってしまう可能性があるでしょう。
1つ1つのオブジェクト指向の重要ポイントについて詳しく解説していきます。
カプセル化とは、プログラムが外部から直接参照されたり操作されたりしないよう、プログラムをカプセルに閉じ込めるようにアクセスを制限することです。参照や操作が必要な場合のみアクセスを許可するようにします。
カプセル化を意識してプログラムを組み立てることで、チームでのシステム開発がしやすくなります。他の人が誤って自分のプログラムにアクセスしてしまい、データを書き換えるなどしてバグが発生してしまうのをできる限り防ぐことが可能です。
継承とは、新しく作成したクラスが既存のクラスからデータや処理を引き継ぐことです。継承されるクラスを親クラス、新しく作るクラスをサブクラスと呼びます。継承を使えば、親クラスのデータや処理を小クラスでも使うことが可能です。
継承を使わなくても、親クラスの記述内容を小クラスにもコピーすれば良いと考える方もいるかもしれません。ただ、コピーするとそれだけ記述量が増えて管理が大変になります。また、仕様変更があった場合は両方のプログラムを書き換えないといけません。そのため、継承を使って記述をコピーしなくても、親クラスのデータや処理を使えるようにします。
ポリモーフィズムは日本語で「多様性」を指します。ポリモーフィズムは親クラスのデータや処理を継承する際に、一部のみ異なる振る舞いにする機能です。
継承を使えば、親クラスと同じ振る舞いを行うプログラムを簡単に作ることができます。しかし、基本的には同じ振る舞いを行うが、一部のみ変えたい場合があります。こういった際に使うのが、ポリモーフィズムです。
Java以外にもオブジェクト指向関連の機能を備えたプログラミング言語は多くあります。その中でも特に有名な言語は次の3つです。
Javaを学びながらオブジェクト指向を習得することで、こういった言語の理解も早まるでしょう。各言語の特徴やメリットについて詳しく解説していきます。
PythonはWebアプリ開発やデータ分析で多く使われているプログラミング言語です。機械学習ライブラリが豊富であり、人工知能を搭載したWebアプリを開発したり、機械学習によって大規模なデータを分析したりすることを得意としています。
Pythonはソースコードの可読性の高さや学習コストの低さなども評価されており、プログラミング言語の中でも人気が高いです。Webアプリやデータ分析に興味があるなら、Javaの次にPythonを習得してみるのもおすすめです。
PHPはWebアプリ開発に特化したプログラミング言語です。Webアプリ開発ではもっとも多く使われています。WordPressなどの有名なCMSにもPHPが使われており、PHPによるWordPressのテーマ作成やプラグイン作成といった案件も豊富です。
PHPは文法がシンプルであり、学習コストが低いのもメリットのひとつです。また、ソースコードをHTMLに埋め込んで書けるという他の言語にはない特徴もあります。さらに、フレームワークやライブラリも豊富であり、開発効率を高めることが可能です。
Rubyは日本人が開発したプログラミング言語です。PythonやPHPと同様にWebアプリ開発で多く使われています。
RubyのメリットはRuby on Railsという優秀なフレームワークがある点です。Ruby on Railsを使えば開発工数を大きく削減できます。PHPやPythonにもフレームワークはあります。ただRubyの場合、実務で使われているフレームワークの大半がRuby on Railなのが大きいです。Ruby on Railsさえ習得すれば、ほとんどのRuby案件に関わることができます。
最後にJavaの案件情報についてまとめました。Javaを用いた開発現場のほとんどで、オブジェクト指向が使われています。オブジェクト指向を理解することで、具体的にどういった案件に関われるのかみていきましょう。
| 案件名 | Java/週5/一部リモート/クレジットシステム開発のサーバーサイド業務 |
| 月額単価 | 〜660,000円/月 |
| 最寄駅 | 茅場町 |
| 業務内容 | 【プロジェクト内容】 ・システム更改＋業務開発プロジェクト ・一部画面についてWeb化 ・プロジェクト全体の期間は2023年4月-2025年7月です。 ・ただし段階的に稼働を行うため、最初の本番稼働は2025年1月です。 |
| 基本スキル | ・下記のWeb画面開発の経験がある方 Java、JavaScript、HTML、SQL ・Web化の仕組みの部分について検証、設計ができる方 |
| 案件名 | Java/リモート可/QRコード決済システムにおける開発/サーバーサイドエンジニア |
| 月額単価 | 〜550,000円/月 |
| 最寄駅 | 日本橋 |
| 業務内容 | 【案件概要】 プリペイド決済システムのエンジニアとして、システムの立案、機能追加・改善対応のコントロール、もしくは実装指示を行って頂きます。 【案件詳細】 ・改善提案 ・要件定義 ・開発ベンダコントロール ・受入テスト、総合テスト |
| 基本スキル | ・センタ系システム開発経験3年以上 ・PL経験3年以上 ・C＃、Java、PL/SQLにていずれかを活用できる方 |
本記事ではJavaによるオブジェクト指向の基礎について解説しました。オブジェクト指向の概念やメリットなどがお分かりいただけたかと思います。オブジェクト指向は大規模システム開発で特に使われている開発手法です。特にJavaプログラマーを目指すなら、オブジェクト指向はいずれ習得しなくてはいけないものですので、早い段階で勉強しておくことをおすすめします。
Javaには、オブジェクト指向でプログラムを組み立てるための機能が備わっています。これからオブジェクト指向を学ぶ方は、参考書や学習サイトなどを使って、これらの機能の使い方を理解するところから始めてみましょう。
