Javaの継承やオーバーライドとは？特徴の解説とサンプルプログラムの紹介

(０)目次＆概説

(１) 継承/Inherit
　(１-１) 継承とは？
　(１-２) 継承の特徴
　 (１-３) 継承のサンプルコード
　　 (１-３-１) Carクラス
　　 (１-３-２) Truckクラス
　　 (１-３-３) Mainメソッド
 (２) オーバーライド/Override
　(２-１) オーバーライドとは？
　(２-２) オーバーライドの特徴
　 (２-３) オーバーライドしたくない場合
　 (２-４) オーバーライドのサンプルコード
　　 (２-４-１) Carクラス
　　 (２-４-２) Truckクラス
　　 (２-４-３) Mainメソッド

(１) 継承/Inherit

(１-１) 継承とは？

「継承」とは既存のクラスをもとに新しいクラスを作成する機能です。この際、派生元のクラスを「スーパークラス」、派生先のクラスは「サブクラス」と呼びます。

また新しいクラスでは、スーパークラスには無い独自の性質を追加で定義する事もできます。

例えば下記の例では、「トラック」クラスが「車」クラスを継承しており、「トラック」クラスでは「車」クラスに無い部分（荷台の積載重量など）を差分として実装しています。

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(１-２) 継承の特徴

(1) Javaではスーパークラスを１つしか指定できません（単一継承）

(2) 継承の主な用途①は「スーパークラスに無い独自の性質を定義する」こと

(3) 継承の主な用途②は「スーパークラスの性質を再定義する」こと（オーバーライド）

(4) スーパークラスで定義したメンバ変数やメソッドは「継承」で受け継がれるため、再定義は不要（差分プログラミング）

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(１-３) 継承のサンプルコード

(１-３-１) Carクラス

次のプログラムは「Car」クラスで、サブクラス「Truck」のスーパークラスです。ここでは全ての車に共通する属性（名前、車高、車重など）を定義しています。

//↓パッケージ名は各自の環境に合わせて変更ください。
package training2;

class Car {
        String name;
        String manufacturer;
        double weight;  double height;  double width; double length;

        void setInfoCar(String a_name, String a_mnfct, double a_weight, double a_height, double a_width, double a_length) {
                name = a_name;
                manufacturer = a_mnfct;
                weight = a_weight;
                height = a_height;
                width = a_width;
                length = a_length;
        }

        void displayInfoCar() {
                System.out.println("Name of Car:        "+name);
                System.out.println("Manufacturer:       "+manufacturer);
                System.out.println("Weight of Car:      "+weight);
                System.out.println("Height of Car:      "+height);
        }

}

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(１-３-２) Truckクラス

次のプログラムは「Truck」サブクラスです。ここでは車の中でもトラックに特有の性質（荷台の積載重量など）を定義しています。

package training2;

class Truck extends Car {

        double currLoad; double maxLoad; String result;

        void setInfoTrk(double a_currLoad, double a_maxLoad) {
                currLoad = a_currLoad;
                maxLoad = a_maxLoad;
        }

        void checkTrk() {
                result = (currLoad >= maxLoad) ? "Load exceeding the Maximum (NG)" : "Load is within the Maximum (OK)";
        }

        void displayInfoTrk() {
                System.out.println("Current Load:       "+currLoad);
                System.out.println("Maximum Load:       "+maxLoad);
                System.out.println("Check of Load:      "+result);
        }
}

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(１-３-３) Mainメソッド

次のプログラムはMainメソッドです。

package training2;
import java.util.*;

public class InheritMain {
        public static void main(String args[]) {

                Truck trk = new Truck();

                //1.Call the method in SuperClass "Car"
                // [name, manufacturer, weight, height, width, length]
                trk.setInfoCar("SAMBAR Truck", "SUBARU", 760.0, 1780.0, 1475.0, 3395.0);
                trk.displayInfoCar();

                //2.Call the method in SubClass "Truck"
                trk.setInfoTrk(50.0, 350.0);
                trk.checkTrk();
                trk.displayInfoTrk();
        }
}

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(２) オーバーライド/Override

(２-１) オーバーライドとは？

スーパークラスにて定義しているメソッドを、サブクラスにて再定義する事です。

例えば、下記の例では「車」クラスの「displayInfoCar」というメソッドを、サブクラスである「トラック」にてオーバーライドしています。

オーバーライドをする事で、開発者が把握するメソッド数が少なくて済みますし、メソッド同士の関係性を把握する事も容易になります。

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(２-２) オーバーライドの特徴

(1) オーバーライドの作法
オーバーライドする際は、「①メソッド名」と「②引数の型と個数と順番」と「③戻り値の型」を揃える必要があります。もし上記①～③の条件が揃っていないと、次の例のようにオーバーライドされません。

この例では「Car」クラスの「displayInfoCar」メソッドは引数が「String AAA」に対して、「Truck」クラスでは「displayInfoCar」メソッドの引数は「なし」で異なっています。

この状態で「Truck」オブジェクトを作り、引数をString型の「AAA」で実行すると、スーパークラス「車」の「displayInfoCar」が呼び出されます。

逆のパターンで、「Car」クラスは引数なしで「Truck」クラスは引数が「String AAA」の場合も同じく引数が異なっておりオーバーライドに失敗しています。例えば「Truck」側のメソッドのアクセス修飾子に「private」を付けてもエラーにならない事から、オーバーライドされていない状況である事が分かります。

(2) アクセス修飾子の制限
オーバーライドする際に、アクセス修飾子はスーパークラスのそれよりも広い公開範囲にする必要があります。

(3) オーバーライドメソッドを実行
オーバーライドした際に、サブクラスの該当メソッドを呼び出すと、サブクラス側のメソッドを実行してくれます。

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(２-３) オーバーライドしたくない場合

スーパークラスのメソッドの修飾子として「final」修飾子を付けて明示的に宣言する事ができます。メソッドが既に最終形になっており、これ以上のオーバーライドが必要ない場合などで指定できます。
下記の例では「Car」クラスの「displayInfoCar」に「final」修飾子を付ける事で、「Truck」クラスでオーバーライドしようとするとエラーになります。
(Cannot Override the final method from Car)

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(２-４) オーバーライドのサンプルコード

(２-４-１) Carクラス

次のプログラムは「Car」クラスで、サブクラス「Truck」のスーパークラスです（「継承」の時と全く同じです）。

package training2;

class Car {
        String name;
        String manufacturer;
        double weight;  double height;  double width; double length;

        void setInfoCar(String a_name, String a_mnfct, double a_weight, double a_height, double a_width, double a_length) {
                name = a_name;
                manufacturer = a_mnfct;
                weight = a_weight;
                height = a_height;
                width = a_width;
                length = a_length;
        }

        void displayInfoCar() {
                System.out.println("Name of Car:        "+name);
                System.out.println("Manufacturer:       "+manufacturer);
                System.out.println("Weight of Car:      "+weight);
                System.out.println("Height of Car:      "+height);
        }

}

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(２-４-２) Truckクラス

次のプログラムは「Truck」サブクラスです。先ほどの「継承」の時のサンプルと殆ど同じですが、唯一異なるのは「displayInfoCar()」メソッドが「Car」クラスのオーバーライドメソッドである点です。

package training2;
class Truck extends Car {

        double currLoad; double maxLoad; String result;

        void setInfoTrk(double a_currLoad, double a_maxLoad) {
                currLoad = a_currLoad;
                maxLoad = a_maxLoad;
        }

        void checkTrk() {
                result = (currLoad >= maxLoad) ? "Load exceeding the Maximum (NG)" : "Load is within the Maximum (OK)";
        }

        void displayInfoCar() {
                System.out.println("Name of Car:        "+name);
                System.out.println("Manufacturer:       "+manufacturer);
                System.out.println("Weight of Car:      "+weight);
                System.out.println("Height of Car:      "+height);
                System.out.println("Current Load:       "+currLoad);
                System.out.println("Maximum Load:       "+maxLoad);
                System.out.println("Check of Load:      "+result);
        }
}

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(２-４-３) Mainメソッド

次のプログラムはMainメソッドです。「継承」の時と異なる点として、「displayInfoCar」というオーバーライドメソッドで値の出力を一挙に行っている点です。

package training2;
import java.util.*;

public class InheritMain {
        public static void main(String args[]) {
                Truck trk = new Truck();

                //1.Call the method in SuperClass "Car"
                // [name, manufacturer, weight, height, width, length]
                trk.setInfoCar("SAMBAR Truck", "SUBARU", 760.0, 1780.0, 1475.0, 3395.0);

                //2.Call the method in SubClass "Truck"
                trk.setInfoTrk(50.0, 350.0);
                trk.checkTrk();
                trk.displayInfoCar();
        }
}

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