Java豆知識：ポリモーフィズムについて

作者:藤島一月男,奥恵
技術評論社

作者:森巧尚
翔泳社

ポリモーフィズムとは、オブジェクト指向プログラミングの主要な概念の一つで、「多態性」または「多形性」とも訳されます。文字通りの意味は「多くの形状」で、これはあるクラスのオブジェクトが異なる形や振る舞いを持つことができるという特性を表しています。

Javaでは、ポリモーフィズムは主に以下の3つの形で現れます：

メソッドオーバーロード: 同一のクラス内でメソッド名は同じでもパラメータが異なるメソッドを複数定義することができます。これにより、同じ名前のメソッドが異なる動作をすることが可能になります。
メソッドオーバーライド: スーパークラスで定義されたメソッドをサブクラスで再定義（オーバーライド）することができます。これにより、同じメソッド呼び出しでも、実際のオブジェクトの型によって異なる動作をすることが可能になります。
インターフェースの実装: Javaではクラスがインターフェースを実装することができます。インターフェースはメソッドのシグネチャを定義するだけで、具体的な実装は各クラスが行います。これにより、同じインターフェースを実装する異なるクラスのオブジェクトが存在し、同じメソッド呼び出しに対してそれぞれ異なる動作をすることが可能になります。

これらの特性により、Javaでは一つの変数名やメソッド呼び出しで、実行時に様々な型のオブジェクトを扱ったり、異なる動作をさせたりすることができます。これはソフトウェアの柔軟性と拡張性を大きく向上させ、特に大規模なソフトウェア開発やライブラリ・フレームワークの設計において重要な役割を果たします。

ポリモーフィズムを深く理解するために、実際のJavaのコードを使って例を見てみましょう。

以下に、Animalクラスと、それを継承したDogとBirdクラスを示します。

// Superclass
public class Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("This animal makes a sound");
    }
}

// Subclass - Dog
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("The dog barks");
    }
}

// Subclass - Bird
public class Bird extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("The bird tweets");
    }
}

このコードでは、Animalクラスはsoundメソッドを持っています。また、DogとBirdクラスはAnimalクラスを継承しており、soundメソッドをオーバーライド（再定義）しています。

ここで、ポリモーフィズムを活用すると次のようになります。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();
        Animal myBird = new Bird();
        myDog.sound();  // Outputs: "The dog barks"
        myBird.sound(); // Outputs: "The bird tweets"
    }
}

このコードでは、myDogとmyBird変数はAnimal型ですが、それぞれDogとBirdのインスタンスを参照しています。soundメソッドを呼び出すと、それぞれのオブジェクトの型に応じた動作（Dogの場合は"The dog barks"、Birdの場合は"The bird tweets"）が行われます。これがポリモーフィズムの力です。同じメソッド呼び出しで、異なる型のオブジェクトがそれぞれの方法で反応するのです。

ポリモーフィズムという概念は、オブジェクト指向プログラミングが主流となるずっと前から存在していました。ポリモーフィズムは、異なる種類のエンティティが同じインターフェースを共有することができるというアイデアを表現します。この概念は、初期のプログラミング言語、特にSimulaやSmalltalkなどのオブジェクト指向プログラミング言語の設計に深く影響を与えました。

オブジェクト指向: Java，C#，VisualBasic，Ruby，Python対応

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「先輩、Javaのインターフェースって何ですか？」の答えに窮した時に読む本

作者:天鵞絨牛蒡,SHL出版
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歴史的背景 Javaは、1995年にSun Microsystems（現在のOracle Corporation）によって公開されました。その目的は、「一度書けばどこでも動く」（"Write Once, Run Anywhere"）という理念の下、様々なデバイスやプラットフォームで動作する汎用的なプログラミング言語を作り出すことでした。Javaの設計者たちは、ポリモーフィズムといったオブジェクト指向プログラミングの基本的な概念を採用し、それらを言語の中核部分に組み込みました。これにより、Javaプログラムは高い再利用性と拡張性を持つことができ、また、大規模なソフトウェア開発を効率的に行うことが可能となりました。

その後、JavaはWebアプリケーション、モバイルアプリケーション、デスクトップアプリケーションなど、幅広い領域で広く使用されるようになりました。その成功の一因は、ポリモーフィズムをはじめとするオブジェクト指向プログラミングの概念が、ソフトウェアの再利用性、保守性、拡張性を高め、複雑な問題をより管理しやすい形で表現できるようにしたからです。

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