抽象クラスからオーバーライドについて

Question

EclipseでJavaを勉強始めました。
抽象クラスからオーバーライドするところで質問致します。
抽象クラスとして、「面積を計算する」というメソッドをもつDiagramクラスを定義しました。それを継承して、「四角形の面積を計算する」というメソッドをもつSquareクラスと、「三角形の面積を計算する」というメソッドをもつTriangleクラスを定義しました。
Squareクラス、Triangleクラスからインスタンスを生成して、四角形、三角形の面積をコンソールに表示させるという簡単なプログラムです。

このとき、main関数と3つのクラスの関係についてお尋ねします。

（１）iagram.java、Square.java、Triangle.javaそれぞれにクラス定義とmain関数を持たせるパターン

public abstract class Diagram {
// 面積計算定義（抽象メソッド）
public static void main(String[] args) {
}
}

public class Square extends Diagram{
//四角形の面積の計算定義
public static void main(String[] args) {
//四角形の面積の計算と表示
}

public class Triangle extends Diagram{
//三角形の面積の計算定義
public static void main(String[] args) {
//三角形の面積の計算と表示
}

（２）sample.javaというファイルにまとめ、その中にこの3つのクラス定義とmain関数を一つ持たせるパターン

public class sample {
public static void main(String[] args) {
//四角形の面積の計算と表示
//三角形の面積の計算と表示
}
}

abstract class Diagram {
// 面積計算（抽象メソッド）定義
}

class Square extends Diagram{
//四角形の面積の計算定義
}

class Trapezoid extends Diagram{
//三角形の面積の計算定義
}


この二通りを考えて、どちらも実行できたのですが、どちらの方がJavaらしいプログラムと思われますでしょうか？

HarukaV49 · Accepted Answer

そもそも、オブジェクト指向設計の目的は、
　＜１＞作成したクラスに再利用性がある（を持たせる）
　＜２＞将来の仕様変更に対して最小限の修正で済む
事を第一の目的にしています。
(1)は明らかに問題があります。
例えば(1)も場合に、値をファイル出力するとなったらどうでしょうか？
面積を計算している部分の含まれたソースコードを触らなければ
いけなくなっています。
面積の計算と出力は全く関係ありませんので、ソース上くっついていては
殆ど再利用性が無いと言う事になってしまっています。
（また、mainメソッドをオーバーライドするのも非常に不自然です）

(2)では、１つのファイルにまとめてしまってはいけません。
なぜなら、Squareクラスに関するJavaDocが独立して存在しませんので、
sampleクラスを見るまでその存在に気付けません。
ということは、再利用性が閉ざされているということです。


なお、本例のような場合には、Diagramはインターフェースの方が良いです。
ちょうど、java.awt.Shapeインターフェースに対して、java.awt.Polygonや
Line2D具象クラスが存在するのと同じ関係にするということです。


簡単に具体例を示してみると、

-- Diagram.java ---

interface Diagram {
　double solveArea();      // 面積を計算する
　double solvePeriphery(); // 外周を計算する
}


-- Square.java ---

public Square implements Diagram {
　private ...  // 四角形のパラメータ
　public Square( ... ) {
　　...
　}
　public double solveArea() {
　　// 四角形の面積の具体的な計算
　　return area;
　}
　public double solvePeriphery() {
　　// 四角形の外周の具体的な計算
　　return length;
　}
}


-- Trapezoid.java ---

public Trapezoid implements Diagram {
　private ...  // 三角形のパラメータ
　public Trapezoid( ... ) {
　　...
　}
　public double solveArea() {
　　// 三角形の面積の具体的な計算
　　return area;
　}
　public double solvePeriphery() {
　　// 三角形の外周の具体的な計算
　　return length;
　}
}


そして、これを実行するメインメソッドを持つクラスを作ります。

public class Sample {
　public static void main(String[] args) {
　　Diagram diagram = new Square( ... );
　　double ans = diagram.solveArea();
　　System.out.println( ans );
　}
}

ここでは、四角形の面積を求めましたが、これを三角形の面積を
求めるように変更したいならば、mainメソッド内の１行目の右辺を
　new Trapezoid( ... ); に書き換えれば済むわけです。
ここで、左辺をDiagramインターフェースで受けているのも重要で、
図形に関する処理が抽象化されるので汎用性が増しています。

同様に、面積から外周を求めるように変更したいならば、２行目だけを
solvePeriphery() 書き換えれば済みます。

HarukaV49 · Answer

＞一方「面積計算」を抽象クラス（メソッドのみ持つ）として扱い、パッケージの中に
＞・・・
＞やはり、“「面積計算」をインターフェース”として扱うほうが、
＞Javaらしいプログラムという理解でよろしいでしょうか？

すばらしい探究心ですね！
誰をも説得できる最強の理由は、『Effective Java』に
（項目１６）抽象クラスよりインターフェースを選ぶ
と、書いてあるからです。
きっと、今後も将来的にプログラミングを続けていかれるでしょうから、
ぜひ、当該書籍を入手されることをお勧めします。
『Effrctive Java プログラミング言語ガイド』
http://www.amazon.co.jp/Effective-Java-%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%A8%80%E8%AA%9E%E3%82%AC%E3%82%A4%E3%83%89-Joshua-Bloch/dp/4894714361/ref=pd_sim_b_1/249-6620391-0296315


実用上は、Squareクラスは、Shapeインターフェースも実装する必要があるでしょう。
　public class Square implements Diagram, Shape {
　　...
　}
要するに、ひとつの理由はJavaはクラスの多重継承が認められていないので、
インターフェースを持たない抽象クラスを書いてしまうと実用上問題が
出てくるということです。
（よく見かけるこの様な表現ですが、正確には、Javaは言語仕様として、
　インタフェースを使った実装を推奨するために、クラスの多重継承を
　禁止しているという方が正しいでしょう）


蛇足ですが、
　データ構造，デザインパターン，ＵＭＬ
等の言葉をキーワードに書籍を入手されれば、より専門的な分野の
知識が身に付くかと思います。
Effective Javaの内容も決して平易ではないので、その内容を理解するために
別の書籍を購入するというのもとても良い方法だと思います。

choconamacream · Answer

（２）の方がシンプルでいいですよね。

1ファイルに1publicクラスでなくていけない理由
http://q.hatena.ne.jp/1122966784

だるまのエクセルVBA トップ > オブジェクト指向についていろいろ > オブジェクト指向とモジュールの凝集度、モジュールの結合度
http://members3.jcom.home.ne.jp/daruma_kyo/aboutooa/module_cohesion_coupling.html


ちなみに、リンク張っといておいて何ですが、下の方はざ～っと眺めておくだけでいいです。とにかく、以下の２点を覚えておいてください。

良いクラス→
・結合度が弱い
・凝縮度が高い

harutovx · Answer

勉強のためにやるなら（１）でも良いと思うけど、
私が、実際に作る場合は（２）で作ります。

表示までclassに持たせるのは、ちょっとどうかと思いますね。

ANASTASIAK · Answer

そのような定型処理なら、ルーチン化すべきでしょう。
なので、(2)

dyna_1550 · Answer

機能継承になるので、個人的な意見としてはどちらもJavaらしくないと思います。
「面積」って抽象的ですか？

PED02744 · Answer

どちらかを選べといわれれば(2)かな？
と思いますが、JAVAの基本は1クラス1ファイルなので、私なら全部クラス毎にファイルをわけるかなあ・・・と思います。
特に抽象クラスやインタフェースは、定義のみで実装は外部に任せるというイメージなので、少なくとも抽象クラスやインタフェースは別ファイルにすべきだと思われます。
まぁ、この程度のソースなら１つのファイルでも良いのでしょうが。

抽象クラスからオーバーライドについて

そもそも、オブジェクト指向設計の目的は、

この回答への補足

＞一方「面積計算」を抽象クラス（メソッドのみ持つ）として扱い、パッケージの中に

この回答への補足

（２）の方がシンプルでいいですよね。

勉強のためにやるなら（１）でも良いと思うけど、

そのような定型処理なら、ルーチン化すべきでしょう。

機能継承になるので、個人的な意見としてはどちらもJavaらしくないと思います。

どちらかを選べといわれれば(2)かな？

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