キーワード (Java)
この項目ではJavaにおけるキーワード(予約語の記事を参照)[注 1]に関して説明する。全部で50個ある。
この項目は、プログラムの細かい説明には立ち入らず、他の言語と比較できるような説明を目的としている。
特徴
プリミティブ型
型名
プリミティブ型の名前である。C言語およびC++と共通するものが多い。ただし内部表現は処理系依存ではなく、言語仕様によって厳密に定められている。
- byte, short, int, long
- float, double
- boolean
- char
- void
- これはプリミティブ型ではないが、型と同じ文脈で使うキーワードなのでここに分類する。メソッドに戻り値がないことを宣言する。void (コンピュータ)も参照のこと。
制御構造
C言語およびC++と共通のキーワードを使用している。
クラス、パッケージ
- package
- 自クラスのパッケージを宣言する。Javaではパッケージと呼ばれるツリー構造でクラス群を分類している。クラスやメンバにアクセス修飾子 (後述する public, protected, private) を付けることにより、パッケージ内外でクラスやクラスのメンバにアクセス可能な範囲が変わってくる。
- import
- 自クラスの所属するパッケージとは異なるパッケージにあるクラスを使用するときにこの宣言でインポートする。
- class
- クラスの定義。例えば、以下のように宣言する。それぞれについてはこの後、説明する。
例1 public class クラス名 { ... } 例2 public class クラス名 extends 親クラス名 { ... } 例3 public class クラス名 implements インタフェース名1, インタフェース名2, ... { ... } 例4 public class クラス名 extends 親クラス名 implements インタフェース名1, ... { ... }
- interface
例1 public interface インタフェース名 { ... } 例2 public interface インタフェース名 extends 上位インタフェース名1, 上位インタフェース名2, ... { ... }
- extends
- implements
- class の宣言で、インタフェースを実装するときに使用する。カンマ区切りで並べた複数のインタフェースを実装することができる。
- this
- super
- new
- コンストラクタの呼び出し。インスタンスを生成するときに使用する。
例:
SampleClass s = new SampleClass();
- instanceof
- 指定されたクラスのオブジェクトかどうか、あるいは指定されたインタフェースを実装しているオブジェクトかどうかを判定する。
a instanceof ClassName
とした場合、a
がClassName
のオブジェクトか、その派生クラスのオブジェクトであれば true になる。ClassName
の箇所にオブジェクトの変数名を記述することはできない。
- 指定されたクラスのオブジェクトかどうか、あるいは指定されたインタフェースを実装しているオブジェクトかどうかを判定する。
修飾子
クラス、メンバの宣言に付けられる修飾子である。
- public, protected, private
- クラス、メンバのアクセス制御を指示する修飾子(アクセス修飾子)である。外部からアクセス可能な範囲を決める。Javaでは4つの段階が設けられ、以下の番号が大きくなるほど外部からのアクセスが制約される。
- publicでは、すべてのクラスからアクセスできる。
- protectedでは、同一パッケージにあるクラスかサブクラスからのみアクセスできる。異なるパッケージでサブクラスでないクラスからはアクセスできない。クラスを修飾することはできない (内部クラスは例外)。
- アクセス修飾子がない場合は、同一のパッケージ内のクラスからのみアクセスできる。サブクラスであってもパッケージが異なる場合はアクセスできない。
- privateでは、他のクラスからはアクセスできず、自クラスからのみアクセスできる。クラスに修飾することはできない (内部クラスは例外)。
- Java SE 1.0ではprivate protectedという組み合わせを使用して、自分自身とサブクラスからのアクセスができるが同じパッケージ内の他のクラスからはアクセスできないというアクセス権を使用することができたが、これはJava SE 1.1以降から廃止され利用することができなくなった。
- クラス、メンバのアクセス制御を指示する修飾子(アクセス修飾子)である。外部からアクセス可能な範囲を決める。Javaでは4つの段階が設けられ、以下の番号が大きくなるほど外部からのアクセスが制約される。
- final
例1:
public class SampleClass {
final int constantValue = 5;
}
例2:
public class SampleClass {
final int constantValue; // 初期化なし
// コンストラクタ
public SampleClass() {
constantValue = 5; // 1回だけ代入できる。
}
}
- static
- フィールドに付けられた場合は、クラスに属する変数(クラス変数、静的フィールド、クラスフィールド)が確保されることを表す。この修飾子のついたフィールドは、インスタンスがいくつ生成されてもフィールドの実体は1つで、すべてのインスタンスの間で共有される。
記述例:
class SampleClass {
static String shared = "shared";
static final String STR = "constant";
}
例:
class Sample1 {
// static なメソッド
public static void method() { ... }
}
class Sample2 {
void proc() {
...
Sample1.method(); // インスタンスを生成せず直接実行できる。
...
}
}
- クラス内にstatic {...}というブロックが現れた場合は、そのクラスが最初に参照されたときにそのブロック内のコードを実行する。これを静的初期化子と呼び、主にstatic finalな配列や
Collection
オブジェクトの初期化などに利用される。データベースにアクセスするためにJDBCドライバを呼び出すClass.forName("ドライバ名")
もこの静的初期化子を呼び出している。
- クラス内にstatic {...}というブロックが現れた場合は、そのクラスが最初に参照されたときにそのブロック内のコードを実行する。これを静的初期化子と呼び、主にstatic finalな配列や
例:
class StaticInitSampleClass {
private static final List<String> list;
static {
final List<String> tempList = new ArrayList<>();
tempList.add("Hello,");
tempList.add("World.");
StaticInitSampleClass.list = Collections.unmodifiableList(tempList);
}
}
内部クラス
- 入れ子にされたクラス(ネストされたクラス: nested class)のうち、
static
修飾されていないものは内部クラス (inner class) と呼ばれ、暗黙的に外側のクラスのインスタンスをキャプチャして参照することができるが、このネストクラスをstatic
修飾すると静的ネストクラス (static nested class) となり、暗黙的に外側のクラスのインスタンスを参照できなくなる[3]。
- 入れ子にされたクラス(ネストされたクラス: nested class)のうち、
例:
class OuterClass {
static int outerStaticField = 0;
int outerField = 0;
class InnerClass {
void setOuterField(int value) {
outerField = value; // 暗黙参照可能。
outerStaticField = value; // OK。
}
}
static class StaticClass {
void setOuterField(int value) {
//outerField = value; // コンパイルエラー。
outerStaticField = value; // OK。
}
}
public OuterClass() {
new InnerClass().setOuterField(100);
new StaticClass().setOuterField(-100);
}
public static void test() {
final OuterClass outer = new OuterClass();
System.out.println("OuterField = " + outer.outerField);
System.out.println("OuterStaticField = " + outerStaticField);
}
}
- abstract
クラスまたはメソッドに付けられる修飾子である。finalと併用することはできない。Javaでは、実装されないメソッドがあるクラスを作成することができる。抽象クラス自身のインスタンスを作成することはできない。似たものとしてインタフェースがあるが、abstract class は以下の点においてインタフェースと異なる。
- コンストラクタを持つことができる
- メソッドなどの実装を記述できる
- インスタンス変数を持つことができる
abstract class はそのままではインスタンス化できず、不足しているメソッドを実装した派生クラスを用意して使用する。
記述例:
public abstract class Sample {
// 実装があるメソッド
public void method1() {
...
}
// 実装がないメソッド
public abstract void method2();
}
- native
- メソッドがJava言語以外で実装されていることを宣言する(Java Native Interfaceを参照)。
- synchronized
記述例1:
public synchronized void method() { ... }
記述例2:
public void method() {
...
synchronized(this) { // 自クラスのインスタンスに対して排他制御
// 排他制御されるブロック
}
...
}
記述例3:
public void method(Object obj) {
...
synchronized(obj) { // Object obj に対して排他制御
// 排他制御されるブロック
}
...
}
- volatile
- フィールドの宣言に付けられ、キャッシュを見に行かずに常に最新の値を見に行くようになる。マルチスレッド下における軽量かつ限定的な同期処理に使われる[4]。
例:
public class SampleClass {
volatile int syncSample;
...
}
例外処理
例外処理はC言語にはない。Javaでは、C++およびC#とほぼ共通の構文およびキーワードが使用されている。ただしfinallyはC++には存在せず、throwsはC#には存在しない。
- try, catch, finally
- 例外が発生しうる箇所で使用する。tryブロック (
try{
と}
との間) で例外が発生しうるコードを囲み、catchブロック (catch(
Throwable
の派生クラス例外オブジェクト){
と}
との間) に例外発生後の処理を書く。finallyブロック (finally{
と}
との間) には、ファイルのクローズ、データベースセッションの切断、ログアウトなど、例外発生の有無にかかわらずtry/catchブロック内の処理を終了する前に必ず実行しておきたいコードを書く。catchを記述した場合finallyは省略可能であり、finallyを記述した場合catchは省略可能である。try/catchブロックとfinallyブロックの両方にreturn文がある場合、後者が優先される。catchブロックにはif-else-if文のように連続して捕捉したい例外を記述することができる。
- 例外が発生しうる箇所で使用する。tryブロック (
- throw
- 例外を発生させる。
- throws
- メソッドの宣言で使用される。そのメソッドがどのような例外をスローするかを列挙する。Javaにおける例外の種類には大きく分けて throws の明示が必要な例外と必要でない例外がある。前者は主にファイルエラーなどプログラムの動作中にその都度対応すべき例外で、後者は主に開発・デバッグの段階で対処すべき例外あるいは深刻なエラーである。
以下はIOException
を使った記述例である。
public void method() throws Exception { // メソッドが例外をスローすることを宣言
try {
...
if (エラー条件)
throw new IOException(); // 例外を発生させる。
// (1) 正常終了
// このtryブロックにはreturn文を記述することもできる。
// ただし、finallyブロックにすでにreturn文があるときは、ここにreturn文を書いてもfinallyブロックのreturnが優先される。
}
catch (IOException e) { // IOException は Java の例外クラスの1つ
// (2) 例外処理
// このcatchブロックにはreturn文を記述することもできる。
// ただし、finallyブロックにすでにreturn文があるときは、ここにreturn文を書いてもfinallyブロックのreturnが優先される。
}
catch (Exception e) { // IOException よりも上位(親)の例外クラス
// (3) 例外をさらに外のブロックにスローする。
throw e;
}
finally {
// (1), (2), (3) どの場合でもこのブロックは必ず実行される。
// ここにreturn文があるときはtry/catchブロックにreturn文があろうともこちらのreturn文が優先される。
...
}
}
追加されたキーワード
J2SE 1.4でassertが追加され、J2SE 5.0でenumが追加された。Java 9では制限されたキーワード (restricted keyword) として、open
, module
, requires
, transitive
, exports
, opens
, to
, uses
, provides
, with
が追加された[5]。また、Java 9では単一のアンダースコア_
が予約済みのキーワードとなり、識別子として使用できなくなった。
Java 10ではvar
による型推論が追加されたが、これはキーワードではなく、予約された型名 (reserved type name) によって実現されている[6]。
その他
浮動小数点演算
その他のキーワードとして、浮動小数点演算の移植性を高めるstrictfpがある。浮動小数点の演算では一般に全く同じ結果は期待できないものではあるが、x87などハードウェアによっては、途中の値においてより高い精度や、より広い値の範囲で演算が行われるために、最終結果が他のプラットフォームと一致しない場合があり、特にIEEE 754を前提として予想される結果から外れることが問題である。
strictfpを指定すると、途中結果についても全てIEEE 754の倍精度を強制し、相異なるプラットフォーム同士の間でも演算結果が一致することを保証するとされている(仕様では FP-strict という用語を使っている[7])。Java VMの実装で、これを正しく実現するには、x86系CPUを使った計算機の場合、x87を避けてSSE2で計算するか、それができない場合は特殊なテクニック[8]が必要である。
なお、同様に移植性のある結果を保証するStrictMath
というクラスがあるが、そちらはFDLIBMというSun製のライブラリと同じ結果を保証するとされている。
未使用
const、gotoがキーワードとして予約されているが、Javaでは使用できない。使用するとコンパイル時に構文エラーになる。
脚注
出典
- Primitive Data Types (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Language Basics)
- Branching Statements (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Language Basics)
- Nested Classes (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Classes and Objects)
- Javaの理論と実践: volatile を扱う
- The Java Language Specification, Java SE 9 Edition
- Java 10リリース | InfoQ
- http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-15.html#jls-15.4
- オライリー『Binary Hacks』Hack #98 を参照。
参考文献
- “The Java™ Language Specification Java SE 7 Edition”. 2013年2月4日閲覧。
- “Java言語規定 第2版”. 2013年2月4日閲覧。