継承とインターフェース。クラスをどう組み合わせるのか

INTRODUCTION

「extendsとimplementsって何が違うの？」

Javaを勉強していると、こんなコードを見ることがあります。

class Employee extends Person {

}

さらに別の場所では、

class Employee implements Printable {

}

どちらも「別のものと関係している」ように見えます。

でも、役割は同じではありません。

extendsは「親子関係」
implementsは「このルールに従う」

まずは、このくらいのイメージから入ると分かりやすくなります。

まずは普通のクラス

例えば、社員を表すクラスがあるとします。

class Employee {

    String name;

    void work() {
        System.out.println("仕事をする");
    }

}

このクラスを使えば、社員の情報や処理をまとめて扱うことができます。

ところがシステムが大きくなると、似たようなクラスが増えてきます。

class Manager {

    String name;

    void work() {
        System.out.println("仕事をする");
    }

    void manage() {
        System.out.println("管理する");
    }

}

「社員」と「管理職」で共通している部分があります。

こういうときに出てくるのが継承です。

extendsは「共通部分を引き継ぐ」

例えば、 Employee を親クラスにします。

class Employee {

    String name;

    void work() {
        System.out.println("仕事をする");
    }

}

そして、 Manager が Employee を継承します。

class Manager extends Employee {

    void manage() {
        System.out.println("管理する");
    }

}

すると、 Manager は Employee の共通部分を利用できます。

Employee 名前・仕事をする

Manager Employee ＋管理する

「ManagerだからEmployeeとしての基本的な部分も持っている」と考えると分かりやすいです。

継承すると何がうれしいのか

継承の分かりやすいメリットの一つは、共通処理をまとめられることです。

例えば、

class Employee {

    String name;

    void work() {
        System.out.println("仕事をする");
    }

}

という共通部分を作っておけば、

class Manager extends Employee {

}

class Developer extends Employee {

}

ManagerとDeveloperの両方で、 Employeeの共通部分を利用できます。

実際の業務システムでも、
「このクラスとこのクラス、かなり似ているな」
という場面があります。

そういうときに、共通部分をどう整理するかが重要になります。

でも、何でも継承すればいいわけではない

ここが実際の開発で少し難しいところでした。

クラスが似ているからといって、何でも継承すればいいわけではありません。

例えば、

「AはBの一種なのか？」

という視点で考えると少し整理しやすくなります。

例えば、

Manager extends Employee

なら、
「ManagerはEmployeeの一種」
と考えられます。

こうした関係が自然なら継承を検討できます。

POINT

「コードを共通化したいから継承する」だけではなく、

「本当に親子関係なのか？」
を考えることが大切です。

そこで出てくるインターフェース

継承とは別に、 Javaには インターフェース があります。

例えば、

interface Printable {

    void print();

}

これは、

「printという処理を持ってください」

というルールを定義しているようなものです。

implementsは「このルールを使います」

クラスがインターフェースを使う場合は、 implements を使います。

class Report implements Printable {

    public void print() {

        System.out.println("帳票を印刷する");

    }

}

ここでは、

Printable printしてください

Report printを実装します

という関係になっています。

「ReportはPrintableの一種」というより、

「ReportはPrintableというルールに対応できる」

と考えると理解しやすくなります。

extendsとimplementsを並べてみる

ここまでを並べると、違いが見えてきます。

class Manager extends Employee {

}

これは、
Employeeを引き継ぐ という関係です。

class Report implements Printable {

}

こちらは、
Printableというルールに対応する という関係です。

覚え方

extends
→ 「親から引き継ぐ」

implements
→ 「決められたものを実装する」

業務コードではどう見えるのか

実際の業務コードでは、もっと複雑なクラス構成になっていることがあります。

例えば、

class CsvReport
        extends Report
        implements Exportable {

}

のようなコードです。

最初に見ると、

「extendsとimplementsが両方ある……」

となりがちです。

でも、分解すると、

extends Report Reportを引き継ぐ

implements Exportable Exportableのルールに対応する

という2つの関係が同時に書かれているだけです。

複雑に見えるコードほど、
「このクラスは何を引き継いでいるのか」
「どんなルールに対応しているのか」
と分けて見ると読みやすくなります。

FIELD NOTE

クラス同士の関係を見る

Javaのコードを読んでいて extends や implements が出てくると、最初は難しく感じます。

でも、

「このクラスは、
何を引き継いでいるのか？」

「どんなルールに対応しているのか？」

という2つの視点で見ると、少しずつ構造が見えてきます。

実際の開発では、一つのクラスだけを見るのではなく、そのクラスがどのクラスやインターフェースとつながっているのかを見ることが大切でした。

SUMMARY

今回のポイント

継承は、クラスの共通部分を引き継ぐための仕組みです。

extends は、
「このクラスを引き継ぐ」 という関係。

implements は、
「このインターフェースのルールを実装する」 という関係です。

最初から細かい仕様を全部覚える必要はありません。

まずは、

まず覚えること

extends → クラスを引き継ぐ

implements → インターフェースを実装する

この2つの違いが分かれば、業務コードを読むときにもクラス同士の関係を少し追いやすくなります。