Java Silver への道 演算子と判定構造の使用編

代入演算子

値を変数に代入するための演算子のこと

public class Sample {

    public static void main(String[] args) {

        int a = 5;
        int b = a += 5;
        // 演算によってaに代入された値は受け継がれる
        int c = a -= 3;
        int d = a *= 5;
        int e = a /= 5;

        System.out.println(b);
        System.out.println(c);
        System.out.println(d);
        System.out.println(e);
    }
}  

結果

10
7
35
7

＊=（イコール）を記述しないと、aは初期値の「5」として演算される

数値演算のときの型について

数値を演算するとき、演算子の両側のオペランドは同じ型でなければいけない。
もしオペランドの型が異なる場合、小さいほうの型は大きいほうの型に自動変換される。

public class Sample {

    public static void main(String[] args) {

        int a = 10;
        short b = 10;
        //bはint型に変換される
        //a+bはint型のため、short型で記述するとコンパイルエラーが生じる
        int c = a + b;
    }
}

インクリメント

インクリメント演算子「++」とデクリメント演算子「–」は、変数の値に1 を加算したり減算したりするための演算子である。

～前置インクリメント「++a」と後置インクリメント「a++」～
前置インクリメントは、先に加算し、その値をaに代入する。
後置インクリメントは、aは前の値を引き継ぎ、その後加算し、aに代入する。

public class Sample {

    public static void main(String[] args) {

        int a = 10;
        //()のタイミングでインクリメントされ、代入された値は引き継がれる
        //    10(11)+(12)12+(13)13
        int b = a++ + ++a + ++a;

        System.out.println(b);
    }
}

結果

35

同一性と同値性

同一性：同じインスタンスを参照している
同値性：違うインスタンスではあるけれども、同じ値である

同一性は「==」演算子で表す。戻り値はbooleanであるため、左右のオペランドのインスタンスが合致していた場合「true」が返ってくる。

同値性を確認するためのメソッドはequalsである。ただし、Objectクラスに定義されているメソッドは同一性を確認する実装になっている。そのため、設計者が自ら、どの値の一致を確認するのかequalsメソッドをオーバーライドしなければならない。

public class Sample {
    // フィールドの設定
    private int num;
    private String name;

    // コンストラクタの設定
    public Sample(int num, String name) {

        this.num = num;
        this.name = name;

    }

    public boolean equals(Object obj) {

        // 同一性の確認
        if (obj == null) {
            return false;
        }

        // オーバーライドして同値性の確認
        if (obj instanceof Sample) {
            Sample sample = (Sample) obj;
            return sample.num == this.num;
        }

        return false;
    }
}

public class Main{
    
    public static void main(String[] args) {
        
        //Sample型のインスタンスを作成
        Sample a = new Sample(10, "a");
        //Sample型のインスタンスを作成
        Sample b = new Sample(10, "b");
        
        //Sample型aのequalsメソッドの引数にsample型のbを入れる
        System.out.println(a.equals(b));
        
    }
    

処理の流れ

public class Sample {

    private int num;
    private String name;

    public Sample(int num, String name) {
        this.num = num;
        this.name = name;
    }
    //暗黙的にSample型はObject型に変換される（Object型の方が大きいため）
    public boolean equals(Object obj) {

        // 同一性の確認
        if (obj == null) {
            return false;
        }

        //objに入っているbがSampleと同じクラスかインスタンスであることが条件
        if (obj instanceof Sample) {
            //Object型であるobjをSample型にキャストして変数sampleに代入（numはObjectではなくSample型に定義されたフィールドであるため）
            Sample sample = (Sample) obj;
            //sampleのnumとaに入っているnumの値を確認
            return sample.num == this.num;
        }

        return false;
    }
}

結果

true

オーバーロード

オーバーライドと似ている言葉にオーバーロードがある。
オーバーロードとは、同じメソッドでも異なる引数を定義することで、違う結果を導くというものだ。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Sample a = new Sample(10, "a");
        Sample b = new Sample(10, "b");
       //bはSample型である
        System.out.println(a.equals(b));

    }
}  

public class Sample {

    private int num;
    private String name;

    public Sample(int num, String name) {
        this.num = num;
        this.name = name;
    }

    public boolean equals(Object obj) {

        if (obj == null) {
            return false;
        }
        if (obj instanceof Sample) {

            Sample sample = (Sample) obj;

            return sample.num == this.num;
        }

        return false;

    }
   //同じメソッドだが、引数をSample型にしてオーバーロードしている
    public boolean equals(Sample s) {

        return s.name == this.name;

    }
}  

結果

false

コンスタントプール

文字列リテラルは、インスタンスの生成が使いまわしされる。そのため、同じ参照となる。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        String a = "sample";
        // 使いまわしされる
        String b = "sample";

        System.out.println(a == b);
    }
}

結果

true

＊ただし、new演算子を使って明示的に新しいインスタンスを生成した場合は異なる参照となる

if文・if-else文・if-else if文

• if文中の｛｝は省略可能で、その場合は次の１文だけが条件に合致した場合の処理として実行される

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        if (false)
            System.out.println("A");
//この部分はif文に含まれていない処理となる
        System.out.println("B");
    }
}

結果

B　　

• if-else文

if (条件式){
            //条件に合致した時の処理
        }else{
            //条件に合致しなかったときの処理
        }

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        int num = 10;
        if (num < 10) {
            // 条件に合致した時の処理
            System.out.println("A");
        } else {
            // 条件に合致しなかった時の処理
            System.out.println("B");
        }
        //2つ目のif文も実行される
        if (num == 10) {
            // 条件に合致した時の処理
            System.out.println("C");
        }
    }
}

結果

B
C

• if-else if文は、複数の分岐条件を一度に記述することができる。elseとifの間で改行することができず、２つ目のif文はelse文の中にある分岐として解釈される。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        int num = 10;
        if (num == 100) 
            // 条件Aに合致した時の処理
            System.out.println("A");
         else if (10 < num)
            // 条件Bに合致しなかった時の処理
            System.out.println("B");
         else //上記の条件に合致しなかったとき
         //else内で分岐     
         if (num == 10)
            // 条件に合致した時の処理
             System.out.println("C");
         else//上記の条件に合致しなかったとき
         //すでに条件合致しているため以降の処理は実行されない
         if (num == 10) {
            System.out.println("D");
        }
    }
}

結果

C

三項演算子

条件に合致するかどうかで、戻す値を変更する演算子である。

真偽値　？　trueの場合に評価する式　：　falseの場合に評価する式

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        String a = "A";
        String b = "B";
        //AとBの同値性を確かめtrueであればno、falseであればyes
        String c = a.equals(b) ? "no" : "yes";

        System.out.println(c);
    }
}

結果

yes

switch文

条件によって分岐するif文に対してswitch文は値によって処理を分岐する。
case値にマッチする処理が実行され、処理が終わればbrakeを使ってswitch文を抜けるようにする。一致するものがなかったときはdefault文以降が実行される。

        switch (条件文) {
        case 値: 処理
            break;
        case 値: 処理
            break;
        default:処理
            break;
        }

～条件式のルール～
条件式が戻せる値の型には制限があり、以下のような種類がある

種類	値名
int型以下の整数型とそのラッパークラス	int/Integer/short/Short/byte/Byte
文字と文字列	char/Character/String
列挙型	enum

～case値のルール～

• 条件式が戻す型と同じ型か互換性があること
• 定数であるか、コンパイル時に値を決めることができること
• nullでないこと

「定数であること」…final宣言された変数かもしくはリテラルを表す

～breakを記述しなかった場合～
条件に合致したあと以降に現れるすべてのcase式の処理がbreakが現れるまで実行される。
そのときdefault式も対象となる。

   public static void main(String[] args) {

        int num = 10;

        switch (num) {
        case 9:
            System.out.println("yeah");
        case 10:// 条件に合致したため処理を実行
            System.out.println("A");
            // breakが記述されていないため以降の処理がすべて実行される
        case 11:
            System.out.println("B");
        case 12:
            System.out.println("C");
     default:// default式も対象となる
            System.out.println("D");

        }
    }
}

結果

A
B
C
D

Java Silver への道 データ型（参照型）編

参照型

参照型は簡単に言えば基本データ型以外の型のことである。
具体的に参照型には、オブジェクト型、列挙型、配列型がある。
String,Date,Integer,ArrayListなど

参照型を使用する際には基本的にインスタンスを生成する。
（static修飾されているメソッドや変数を使用するときはインスタンスの生成は不要）

＊参照型の中でもString型は特別で、基本データと同じような宣言が可能。

参照型の変数

参照型の変数は、オブジェクトへの参照*1を保持しているか、保持していないかのどちらかしか表現できない。
参照を保持していないことを表現するためのリテラルが「null」である。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Object obj = null;

        System.out.println(obj);
    }
}

シグニチャ

シグニチャとは、メソッド名と引数のセットのことを指す。
javaにはオーバーロードという仕組みがあるため、メソッドを見分けるためには引数も加える必要がある。

// helloメソッドと引数"pochi"のシグニチャ
        s.hello("pochi");

ガーベッジコレクション

ガーベッジコレクションとは、不要なインスタンスを探し、破棄することを指す。ガーベッジコレクションが起こるタイミングはプログラマーが制御することはできず、JVMが決める。

ガーベッジコレクションの対象となるのは、「どこからも参照されなくなったインスタンス」である。代表的なタイミングとしては、nullを代入したときである。

*1:生成したインスタンスの格納場所を表す値

JavaSilver取得への道 基本編メモ

パッケージ

パッケージを使用する目的は以下のようにまとめられる。

1. 名前空間を提供し、名前の衝突を避ける
2. アクセス修飾子と組み合わせてアクセス制御機能を提供する
3. クラスの分類を可能にする

1.名前空間を提供し、名前の衝突を避ける
例えば、パッケージ名を"tsujimari"とする。すると、tsujimariパッケージ内で作られたクラスは"tsujimari.クラス名"という完全修飾クラス名で表すことができる。
このようにしてクラス名が重複しても区別することができる。
ちなみに、パッケージ名にはドメイン名を逆にしたものを使用するのが慣習である。

2.アクセス修飾子と組み合わせてアクセス制御機能を提供する

アクセス修飾子	内容
private	同じクラス内からしか呼び出せない
省略	同じパッケージ内からしか呼び出せない
protected	同じパッケージ内か、そのサブクラスから呼び出せる
public	どこからでも呼び出せる

アクセル修飾子を使用することで、パッケージ内のクラスを”公開するクラス”と”非公開にするクラス”に分けることができる。

3.クラスの分類を可能にする
パッケージはディレクトリ機能とマッピングされるため、管理が簡単になる。

パッケージのインポート宣言

①明示的にパッケージ宣言したクラスから無名パッケージに属するクラスにアクセスしようとするとコンパイルエラーが起きる

//無名パッケージに属するSampleクラス
public class Sample {
　public static int num = 10;
}

package example;
//exampleという明示的に宣言したパッケージに属するSampleImpleクラス
//無名パッケージに属するSampleクラスは同じ無名パッケージに属するクラスからしかアクセスできないため、Sample/numでエラーがでる。
public class SampleImple extends Sample{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(num);
    }
}

この場合、Sampleクラスをexampleパッケージ内に作成すれば解決する。

②異なるパッケージのクラスにアクセスするときはインポートを宣言する

package sample2;
//sample2という明示的に宣言したパッケージに属するSampleクラス
public class Sample {
    public static int num = 10;
}

package example;
//sample2パッケージのSampleクラスをインポートする宣言
import sample2.Sample;

public class SampleImple extends Sample{

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(num);
    }
}

インポート宣言は、省略表記のために用いるだけであり、インポートしたフィールドやメソッドがコピーされる訳ではない。よって以下のような書き方でも可。

package example;
//完全修飾クラス名で表記
public class SampleImple extends sample2.Sample{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(num);
    }
    
}

sample2に属するクラス全てをインポートしたい場合はアスタリスクを使用する

import sample2.*;

staticインポート

staticとは
staticとは、クラスに属するものであり、インスタンスを生成しなくても実行することができる。 そのため、staticメソッドから非staticなメンバ（インスタンス変数）にアクセスすることはできない。
なぜなら、インスタンスの有無に関係ないstaticメソッドから呼び出しても、どのインスタンス変数にアクセスしていいのか分からないからである。

staticインポートの書き方
staticなフィールドはメソッドはクラスに属しているため、”クラス名.フィールド名”や”クラス名.メソッド名”とどのクラスに定義されているものか明示しなければいけない。

//sampleクラスのstaticなprintメソッドをインポート
import static sample.print

メソッドがオーバーロードされたメソッドが複数あった場合は引数によって呼び出されるメソッドが決まるため、インポート宣言で引数を指定する必要はない

エントリーポイント

複数あるメソッドの中でも、最初に処理を始めるメソッドのことで、mainメソッドを指す。
エントリーポイントの定義は以下のように決められている。

public static void main(String[] args) {
        //}

変更可能なのは引数名である”args”の部分だけである。
ちなみに引数にはString配列型だけではなく、可変長引数のString型を受け取ることもできる。

Javaコマンド

javaコマンドで、mainメソッドに渡す引数のことを”起動パラメータ”や”コマンドライン引数”という。
javaの構文は以下のようになる。

java 完全修飾クラス名 引数 引数（起動パラメータ・コマンドライン引数）

参考文献：「java se8 silver 問題集」

セッション

セッションとは

ブラウザとサーバーの一連のやりとりのこと。
例えばあるwebサイトにアクセスして、そのサイトから出て行くかブラウザを閉じるまでが１セッションとなる。
セッション管理を用いると、ショッピングサイトなどで異なるページを開いても同一クライアントの情報を管理することができる。
多くの場合ページの閲覧時間が何分か開くと新しいセッションとしてカウントされる。サイトでよく見かける”セッションタイムアウトになりました”というのがこれを意味する。
HttpSessionインタフェースを使用するとサーブレットコンテナがセッション管理を容易に行ってくれる。

セッション管理サンプルコード

package example;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;

@WebServlet("/count")
public class CountServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        HttpSession session = req.getSession();
        Integer count = (Integer) session.getAttribute("count");
        if (count == null) {
            count = 0;
        }
        count++;
        session.setAttribute("count", count);

        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        out.println("<html>");
        out.println("<head><title>Count</title></head>");
        out.println("<body>");
        out.println("<h1>Count: " + count + "</h1>");
        out.println("<a href=\"count\" >count</a>");
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }
}

HttpSession session = req.getSession();

doGetメソッドでは、HttpServletRequestオブジェクトに対してgetSessionメソッドを呼び出し、HttpSessionオブジェクトを取得している。
この時引数を指定していないので、初回アクセス時などセッションが存在していない場合は新しいセッションが作成される。

Integer count = (Integer) session.getAttribute("count");

HttpSessionオブジェクトのgetAttributeメソッドを呼び出し、"count"という名前で保存されたデータの値を取得している。この時データがなければnullで返却される。
また、getAttributeはオブジェクト型で返却され、基本データ型は扱えない。そのため今回はIntegerにキャストして変数countをint型として扱っている。

if (count == null) {
        count = 0;
}
count++;
session.setAttribute("count", count);

変数countがnullでないことを確認し、countをカウントアップしている。そしてその後HttpsSessionオブジェクトに対しsetAttributeメソッドを呼び出し、"count"という名前をつけcountオブジェクトをセッションに保存している。

サーブレット入門

サーブレット入門

私たちががwebサイトを見るとき、実は内部では以下のような過程が行われている。
クライアントであるwebブラウザはwebサーバーにhttpリクエストを送る。そしてそのリクエストをもとにサーバーからデータを収集し、レスポンスを返しているのである。
仕組みを図解すると以下のようになる。

サーブレット

サーブレットとはアプリケーションサーバー内で動くjavaクラスのことである。サーブレット単独で動くことはできず制御する実行環境上（サーブレットコンテナ）で動く。
ユーザーが作るサーブレットは、servletインタフェースを直接は実装せずHttp.Servletクラスを継承する形をとる。

httpリクエスト

httpリクエストは、クライアントからサーバー側に送られる要求のことである。httpリクエストは以下のような構成になっている。

1行目はリクエストラインである。サーバーに要求する情報で、メソッド、リクエストURL、プロトコルバージョンで構成されている。

GET / HTTP/1.1

httpのバージョン1.1で通信を行い、/というURLに対して情報を取得（GET）したいという要求である。

GETとPOST

GETとPOSTはクライアントからサーバーに情報を送信したりするときに使用するメソッドである。HttpServletクラスにあるdoPost()・doGet()メソッドをオーバーライドしてサーブレットから呼び出す。 両者の違いは以下のようなところにある。

GETを使用して情報を送信：URLに付与する形でリクエストパラメータを送信する。URLの後ろに？を付け、名前＝値の順番で記述する。
またクライアントがwebページの情報をサーバーに要求するだけの場合は基本的にGETを用いる。
POSTを使用して情報を送信：入力フォームを使用して送信する。

サーブレット側に送信されたリクエストパラメーターを取得するときはgetParameter(String name)メソッドを使用する。

httpレスポンス

HttpServletResponseオブジェクトはhttpレスポンスを表現しており、httpレスポンスは以下のような構成になっている。

レスポンスでhtmlを返却する場合はボディ部にhtmlが格納される。
setContentType(String type)メソッドを使用することで返却するレスポンスのコンテントタイプを指定することができる。

コンテントタイプの指定

package sample;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.xml.ws.RespectBinding;

@WebServlet("/names")
public class NameSarvlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpSevletRequest req,HttpServletResponse resp)throws ServletException, IOException{
    
    List<String> names = Arrays.asList("John","Paul","George","Ringo");
    
    resp.setContentType("text/html; charset=UTF-8");
    
    PrintWriter out = resp.getWriter();
    out.println("<html>");
    out.println("<head><title>Names</title></head>");
    out.println("<body>");
    out.println("<ul>");
    
    for(String name : names){
        out.println(<"li"> + name + </li"">);
    }
    
    out.println("</ul>");
    out.println("</body>");
    out.println("</html>");
}
}

@WebServlet("/names")
public class NameSarvlet extends HttpServlet {

１行目ではnamesという名前のサーブレットを作成するということを表している。この名前はURLに関連した名前である。
２行目でNameSarvletクラスはHttpServletクラスを継承している。

@Override
    protected void doGet(HttpSevletRequest req,HttpServletResponse resp)throws ServletException, IOException{

HttpServletクラスのdoGet();メソッドをオーバーライドしている。
doGetメソッドでは、サーブレットがクライアントに返すレスポンス内容を含むHttpServletResponseオブジェクトを生成している。

resp.setContentType("text/html; charset=UTF-8");

setContentTypeの引数には文字列でテキストタイプを指定する。

PrintWriter out = resp.getWriter();

レスポンスのボディ部にテキストデータを出力するためにgetWriter();メソッドからPrintWriterオブジェクトを取得する。

out.println("<html>");
out.println("<head><title>Names</title></head>");
out.println("<body>");
out.println("<ul>");
:

PrintWriterオブジェクトに対してHTMLを出力している。結果としてHTMLがレスポンスボディに格納されることになる。

JDBC(Java Database Connectivity)

JDBCとは

Java言語でデータベースにアクセスするためのインターフェース（API）のこと。
あくまで仕様であり、実装されていないため中身はない 。 中身の実装はDB製品の種類に応じてDBを提供している各ベンダーのJDBCドライバが行う。

　　

JDBC API

Javaプログラムで使用し、JDBCドライバとの接続を行うための標準インターフェースである。機能は以下のようになっている。

• データベースへ接続する
• SQL文を発行する
• データベースが処理した結果を取り出す
• データベースの情報や処理結果に関する情報を取り出す

JDBC DriverManager

java.sqlパッケージのクラスであり、JavaプログラムとJDBCドライバの間に位置する。複数のJDBCドライバを管理することができる。

JDBCドライバ

データベースに直接アクセスするためのに使用する、JDBCインターフェースの具象クラスのこと。

MySQL＜基本＞

MySQL

MySQLとは …

Oracle社から販売されているリレーショナル・データモデルに基づいて作成されたデータベース管理システム（DBMS:Database Management System）のこと
オープンソースで開発されており、無償で提供されている

データベース（Database）とは…

広義の意味でのデータベースは、「データの貯蔵庫」を指す
IT分野では、DBMSのことを指す

DBMSとは…

データベースを管理するためのアプリケーションのこと

• 膨大な量のデータを扱うことができる
• 素早くデータを取り出すことができる
• 複数のユーザーで同時に利用できる
• トランザクション*1管理機能を備えている
• セキュリティ機能を備えている
• 耐障害性を備えている

DBMSの基本的な操作"CRUD"とは…

作業名	内容	MySQL内での具体的な文
CREATE	新しいデータの追加	CREATE・INSERT
READ	既存データを検索する	SELECT
UPDATE	既存データを変更する	UPDARE
DELETE	既存データを削除する	DELETE

リレーショナル・データベースとは…

①二次元の表（テーブル）を扱う
②テーブルはデータ重複なく整合的である（＝正規化されている）
③テーブル同士に関連を持たせて結合（ジョイン）することができる
④SQL(Structured Query System)という専門言語を用いて操作する

*1:一連のデータ処理の流れをひとまとめにした単位のこと