オブジェクト指向言語 Java

現在，代表的なオブジェクト指向言語 Java は，ゴスリン(米国サン・マイクロシステムズ社) によって提案された言語である．ゴスリンによって研究されていた当時は Oak といわれていた．

オブジェクト指向言語 Java は，「クラスベース」であるためクラスを定義することにより，プログラミングする．最初に，オブジェクト指向言語で説明した例題を Java により定義してみよう．「オブジェクト指向」とは，最初に説明したように「概念」であるため，前節で定義した抽象化されたクラスをプログラミングの際に「具体化」する必要がある．この具体化は，各プログラマの責任である．そのため，以下で定義するプログラムは，筆者の解釈であると考えてよい．

public class Person {
  private int AirplaneColor,AirplaneSpeed;
  private boolean TreeStatus;
  private Airplane knownAirplane;
  private Tree knownTree;
  Person(Tree t,Airplane a) {
    knownTree = t; knownAirplane = a;
  }
  public void Seeing() {
    TreeStatus=knownTree.WhatIsYourStatus();
    AirplaneSpeed=
      knownAirplane.WhatIsYourSpeed();
    AirplaneColor=
      knownAirplane.WhatIsYourColor();
    System.out.println(
      "TStatus: "+TreeStatus+
      ",ASpeed: "+AirplaneSpeed+",AColor: "+
      Color.toString(AirplaneColor));
  }
  public static void main(String args[]) {
    Tree t = new Tree();
    Airplane a = new Airplane(t);
    Person p = new Person(t,a);
    for(int i=0;i<21;i++) {
      for(int j=0;j<10000;j++){}      
      p.Seeing(); a.Flying();
    }
    p.Seeing();
  }
}
class Color {
  static int White=0,Red=1,Green=2,Blue=4;
  static String toString(int Col) {
    switch(Col) {
      case 0: return "White";
      case 2: return "Read";
      case 4: return "Green";
      case 8: return "Blue";
      default: return "unknownColor";
    }
  }
}
class Airplane {
  private int Speed,Col = Color.White;
  private Tree knownTree;
  private boolean Upper=true;
  Airplane(Tree t) {
    knownTree = t;
  }
  public void Flying() {
    if(Upper==true) {
      if(Speed++==9) Upper=false;
    } else
      if(--Speed<=0) Speed=0;
    if(Speed>0) knownTree.Wind();
    else knownTree.stopWind();
  }
  public int WhatIsYourSpeed() {
    return Speed;
  }
  public int WhatIsYourColor() {
    return Col;
  }
}
class Tree {
  private boolean Status = false;
  public boolean WhatIsYourStatus() {
    return Status;
  }
  public void Wind() {
    Status = true;
  }
  public void stopWind() {
    Status = false;
  }
}

このプログラムを実行すると以下のようになる．


TStatus: false,ASpeed: 0,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 1,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 2,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 3,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 4,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 5,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 6,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 7,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 8,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 9,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 10,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 9,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 8,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 7,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 6,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 5,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 4,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 3,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 2,AColor: White
TStatus: true,ASpeed: 1,AColor: White
TStatus: false,ASpeed: 0,AColor: White
TStatus: false,ASpeed: 0,AColor: White

では，順次説明してみよう．Java では，前節で説明した「メッセージの受渡し」は，メソッド呼出しとなる．クラスより生成されたインスタンス(オブジェクト) のメソッドを通常の手続き呼出しのように呼出す．例えば，クラス Airplane のメソッド Flying() の定義の中での，


knownTree.Wind();

は，

この飛行機が知っている木に Wind()(風の意味) というメッセージを受渡したことと同じである．

前節に無かった定義では，各クラスは コンストラクタ(constructor) という部分を持っている．例えば，クラス Person では，


Person(Tree t,Airplane a) {
  knownTree = t; knownAirplane = a;
}

となっている．

このコンストラクタは， new によりクラス Person からインスタンス(オブジェクト)を生成する場合に，一度だけ呼出される部分である．ここでは，クラス Person からインスタンスが生成(いわゆる人間が一人)される時，そのインスタンスへ，(見るべき)木と飛行機を教えている．

各クラスの状態と，メソッドの宣言は，以下のようになっている．

クラス	状態	メソッド
`Person`	`AirPlaneColor`	`Seeing()`
	`AirPlaneSpeed`
	`TreeStatus`
	`knownTree`
`Airplane`	`Speed`	`Flying()`
	`Col`	`WhatIsYourSpeed()`
	`knownTree`	`WhatIsYourColor()`
	`Upper`
`Tree`	`Status`	`WhatIsYourStatus()`
		`Wind()`
		`stopWind()`

全体を統括するメソッド main は，クラス Person の中で定義されているが，特別な意味を持つので (特に Person の中でなくてもよい)， static として定義する．


  public static void main(String args[]) {
    Tree t = new Tree();
    Airplane a = new Airplane(t);
    Person p = new Person(t,a);
    for(int i=0;i<21;i++) {
      for(int j=0;j<10000;j++){}
      p.Seeing(); a.Flying();
    }
    p.Seeing();
  }

これより，全体の処理の流れは，

クラス Tree よりインスタンス tを生成する．
クラス Airplane よりインスタンス aを生成する．
クラス Person よりインスタンス pを生成する．
以下の処理を 21 回繰り返す．この間に飛行機は速度を増し，やがて減速し，止まる．
1. 数秒待つ．
2. 人間 pにメッセージ「見る」を受渡す．
3. 飛行機 aにメッセージ「飛べ」を受渡す．
最後にもう一度，人間 p にメッセージ「見る」を受渡す．

Java では，前に定義した仮想的な言語と異なり「実際に実行させる」必要があるので，このように「全体を統括する」プログラムが必要となる．しかし，他の「クラス定義」の部分は，全く同様に定義することができた．

平成15年4月17日