カプセル化の概要
カプセル化（Encapsulation）は、オブジェクト指向プログラミングの重要な概念の一つで、データ（属性）とそれを操作するコード（メソッド）を一つの単位（クラス）にまとめ、外部からの直接アクセスを制限することです。これにより、データの整合性と安全性を保つことができます。
カプセル化のメリット
- データの保護: クラスの内部状態を隠蔽することで、データの不正なアクセスや改変を防ぎます。
- 変更の容易さ: クラス内部の実装を変更しても、外部に影響を与えずに済みます。
- メンテナンス性の向上: データとそれを操作するメソッドを一緒に管理することで、コードの可読性と保守性が向上します。
カプセル化の実装方法
カプセル化を実現するためには、以下の手法を使用します。
- クラスの属性を
privateにします。 - 属性へのアクセスと更新を行うための
getterメソッドとsetterメソッドをアクセサメソッドといいます。
アクセサメソッドの一般的な命名の仕方
- getter：getフィールド名
- setter：setフィールド名
※フィールド名の先頭文字は大文字にします。
サンプルコード
Product クラス
package shop;
public class Product {
// プライベートフィールド
private String name = "";
private int price = 0;
// コンストラクタ
public Product(String name, int price) {
setName(name);
setPrice(price);
}
// nameのgetterメソッド
public String getName() {
return name;
}
// nameのsetterメソッド
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
// priceのgetterメソッド
public int getPrice() {
return price;
}
// priceのsetterメソッド
public void setPrice(int price) {
if (price >= 0) {
this.price = price;
} else {
displayError(price);
this.price = 0;
}
}
// 商品情報の表示メソッド
public void displayInfo() {
print("商品名: " + name);
print("価格: " + price + "円");
}
private void displayError(int price) {
print("エラー：" + name + "の価格「" + price + "」マイナスを設定できません。");
print("価格を再設定します。");
}
private static void print(String text) {
System.out.println(text);
}
}
Main クラス
package driver;
import shop.Product;
public class Driver {
public static void main(String[] args) {
sample3(); //sample1～6でテストを実施
}
/**
* 正常→なし=エラーなし
*/
private static void sample1() {
Product smartphone = new Product("スマートフォン", 1000);
smartphone.displayInfo();
}
/**
* 異常→なし=エラー
*/
private static void sample2() {
Product strap = new Product("ストラップ", -500);
strap.displayInfo();
}
/**
* 正常→正常=エラーなし
*/
private static void sample3() {
Product smartphone = new Product("スマートフォン", 1000);
smartphone.setPrice(800);
smartphone.displayInfo();
}
/**
* 異常→異常=エラー
*/
private static void sample4() {
Product strap = new Product("ストラップ", -500);
strap.setPrice(-100);
strap.displayInfo();
}
/**
* 正常→異常=エラー
*/
private static void sample5() {
Product strap = new Product("ストラップ", 500);
strap.setPrice(-100);
strap.displayInfo();
}
/**
* 異常→正常=エラーなし
*/
private static void sample6() {
Product strap = new Product("ストラップ", -100);
strap.setPrice(100);
strap.displayInfo();
}
}
サンプルコードの説明
Productクラス
- プライベートフィールド
name: 商品名を保持する文字列型のフィールド。price: 価格を保持する整数型のフィールド。
- コンストラクタ
Product(String name, int price): 商品名と価格を初期化する。価格が0以上でない場合、エラーメッセージを表示し、価格を0に設定する。
- getterメソッド
getName():nameフィールドの値を返す。getPrice():priceフィールドの値を返す。
- setterメソッド
setName(String name):nameフィールドに値を設定する。setPrice(int price): 価格が0以上の場合にpriceフィールドに値を設定し、そうでない場合はエラーメッセージを表示し、価格を0に設定する。
- 商品情報の表示メソッド
displayInfo(): 商品名と価格を表示する。
- エラーメッセージ表示メソッド
displayError(int price): 不正な価格が設定された場合にエラーメッセージを表示する。
Driverクラス
- mainメソッド
sample6()メソッドを呼び出す。
- サンプルメソッド
sample1(): 正常な価格で商品をインスタンス化し、情報を表示する。sample2(): 不正な価格で商品をインスタンス化し、情報を表示する。sample3(): 正常な価格で商品をインスタンス化し、その後に正常な価格を設定して情報を表示する。sample4(): 不正な価格で商品をインスタンス化し、その後に不正な価格を設定して情報を表示する。sample5(): 正常な価格で商品をインスタンス化し、その後に不正な価格を設定して情報を表示する。sample6(): 不正な価格で商品をインスタンス化し、その後に正常な価格を設定して情報を表示する。
特定のケースのみを実行したい場合
正しい価格の設定のみを出力したい場合
正しい価格の設定のみを出力したい場合は、sample1かsample3を指定します
Driver クラスの main メソッドを以下のように変更します
public class Driver {
public static void main(String[] args) {
// 正しい価格を設定するサンプル
sample1(); // 正常→正常=エラーなし
}
}
sample1の出力結果
初期で設定した15行目の1000円が出力されます
商品名: スマートフォン 価格: 1000円
sample3の出力結果
再設定した32行目の800円が出力されます。
商品名: スマートフォン 価格: 800円
不正な価格の設定を出力したい場合
不正な価格の設定を出力したい場合はsampleの値を2,4,5,6に設定します。
Driver クラスの main メソッドを以下のように変更します。
public class Driver {
public static void main(String[] args) {
// 不正な価格を設定するサンプル
sample2(); // 異常→なし=エラー
}
}
sample2の出力結果
このパターンでは、ストラップ”に -500を設定し再設定はしていないので「Productクラス」のフィールドが呼び出され価格が0円で出力されます。
エラー：ストラップの価格「-500」マイナスを設定できません。 価格を再設定します。 商品名: ストラップ 価格: 0円
sample4の出力結果
このパターンでは、2回とも−(マイナス)を指定していますので、エラーメッセージも2回出力され「Productクラス」のフィールドが呼び出され価格が0円で出力されます。
エラー：ストラップの価格「-500」マイナスを設定できません。 価格を再設定します。 エラー：ストラップの価格「-100」マイナスを設定できません。 価格を再設定します。 商品名: ストラップ 価格: 0円
sample5と6の詳細は割愛しますが出力結果のみ記載しますね。
sample5の出力結果
エラー：ストラップの価格「-100」マイナスを設定できません。 価格を再設定します。 商品名: ストラップ 価格: 0円
sample6の出力結果
エラー：ストラップの価格「-100」マイナスを設定できません。 価格を再設定します。 商品名: ストラップ 価格: 100円
このようにパターンのテストを行うことでより詳細な設定を確認できます。
正しい価格の設定のみ、または不正な価格の設定のみを出力することができますので、是非試してみてくださいね。
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