Javaは世界中で広く使われているプログラミング言語であり、特に業務システムやWebアプリケーションの開発において欠かせない存在です。本記事では、初心者向けにJavaの基礎知識を網羅し、環境構築から基本的な文法、オブジェクト指向の概念までを詳しく解説します。これからJavaを学びたい方は、ぜひ参考にしてください。
Javaの基礎知識 🔵 Java の基礎知識（基礎編） 🔵 Java の基礎知識（実践編）
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├─【Javaの基礎知識】Javaとは？ Javaの基本概要をわかりやすく解説！
├─【Javaの基礎知識】JDKとEclipseの導入方法を徹底解説！
├─【Javaの基礎知識】変数、リテラル、基本データ型について解説！
├─【Javaの基礎知識】演算子の基本と使い方を徹底解説！
├─【Javaの基礎知識】条件分岐（if・switch）を徹底解説！
├─【Javaの基礎知識】繰り返し処理（for, while, do-while)を徹底解説！
├─【Javaの基礎知識】クラスとオブジェクトとは？基本を解説！
├─【Javaの基礎知識】例外処理とエラー対策を徹底解説！
├─【Javaの基礎知識】List・Set・Mapの基本と活用法を解説！
├─【Javaの基礎知識】スレッドと並行処理の基本を徹底解説！
└─【Javaの基礎知識】ファイル操作の基本！入出力処理を徹底解説
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Javaの基本を学ぶとき、「クラス」「条件分岐」「オブジェクト指向」など、たくさんの概念が出てきます。 最初は「なにこれ？無理！」と思うかもしれませんが、安心してください！この記事では、それぞれの概念を サクッと紹介 しますが、 「クラスとは？」「条件分岐とは？」など、詳しく解説する記事も別に用意しています。もし「よくわからないな…」と思っても、焦らなくて大丈夫！ 少しずつ理解すればOKなので、まずは「こんなものがあるんだな」と軽く読んでみてください。
Javaとは？初心者向け基礎知識
Javaの基本を理解することは、プログラミング学習の重要な一歩です。まずは、Javaとはどのような言語なのかを見ていきましょう。
Javaは、オブジェクト指向を基本とした汎用プログラミング言語です。1995年にSun Microsystems（現在はOracle）が開発し、世界中の多くの開発者に利用されています。特に、「Write Once, Run Anywhere（1度書けばどこでも動く）」 という特性を持ち、様々なプラットフォームで動作するのが大きな特徴です。
Javaの特徴とメリット
Javaが広く利用されている理由は、その優れた特徴とメリットにあります。以下のポイントを押さえておきましょう。
プラットフォームに依存しない「Write Once, Run Anywhere」
Javaで作成したプログラムは、JVM（Java Virtual Machine） を介して実行されるため、OSに依存せずに動作します。例えば、Windowsで作成したJavaプログラムをLinuxやmacOSで実行することも可能です。
メリット
- 1つのコードを複数の環境で使い回せる
- OSごとの開発コストを削減できる
- クラウド環境やWebアプリケーションとの相性が良い
ガベージコレクションによるメモリ管理
Javaはガベージコレクション（Garbage Collection, GC）という機能を備えており、不要になったメモリ領域を自動で解放します。これにより、開発者がメモリ管理に気を配る必要が少なくなり、メモリリークのリスクを軽減できます。
メリット
- メモリ管理の負担が軽減される
- メモリリークの発生を抑えられる
- 安定したプログラムを開発しやすい
豊富なライブラリとフレームワーク
Javaには標準ライブラリに加えて、SpringやHibernate、JavaFXなどの強力なフレームワークが数多く用意されています。特に、エンタープライズ向け開発においてはSpring Bootが広く活用されており、Webアプリケーションの開発が効率化されています。
フレームワークをプラモデルに例えるとわかりやすいです。プラモデルは説明書通りにパーツを組み立てれば、誰が作っても同じ完成度の作品が作れます。必要な接着剤やステッカーがあらかじめ用意されているので、余計な準備や迷いなく完成させることができます。
これと同じように、Javaには優秀なフレームワークが多く存在し、誰でも一定の品質の高いプログラムを効率よく作ることができます。
| ライブラリ / フレームワーク | 主な用途 |
|---|---|
| Spring Boot | Webアプリケーション開発 |
| Hibernate | データベース操作（ORM） |
| JavaFX | デスクトップGUIアプリ開発 |
| JUnit | テストフレームワーク |
メリット
- 開発スピードが向上する
- コードの再利用性が高まる
- 高品質なアプリケーションを開発できる
セキュリティの高さ
Javaはセキュリティ対策がしっかり施された言語としても知られています。JVMによるサンドボックス実行や、バイトコード検証の仕組みがあるため、不正なプログラムの実行を抑制できます。
メリット
- 悪意のあるプログラムの実行を防げる
- 認証・暗号化機能が豊富
- エンタープライズ用途でも安心して利用できる
Javaの用途と活用分野
Javaは多様な分野で活用されています。ここでは、代表的なJavaの活用シーンを紹介します。
Webアプリケーション開発
JavaはWebアプリケーションの開発においても、非常に重要な技術です。特に、Spring Bootなどのフレームワークを利用すれば、堅牢なWebアプリを効率的に開発できます。
主な活用例
- ECサイト（Amazonなど）
- 業務用管理システム
- クラウドベースのアプリケーション
Androidアプリ開発
Androidアプリの開発には、Javaが長年の標準言語として採用されてきました。現在ではKotlinも併用されていますが、多くのAndroidアプリがJavaで動作しています。
主な活用例
- Android公式の開発言語としてサポートされている
- 豊富なライブラリやAPIが利用可能
- モバイルアプリ開発の入門として最適
業務システム・エンタープライズシステム
Javaは、銀行や保険会社、官公庁などの大規模な業務システムの開発に広く使われています。高い安定性と拡張性が求められるエンタープライズシステムに適しているため、多くの企業で採用されています。
主な活用例
- 金融システム（銀行、証券、保険）
- 顧客管理システム（CRM）
- 企業の基幹システム（ERP）
組み込みシステムやIoT
Javaは組み込みシステムやIoT分野にも利用されています。特に、軽量なJava実行環境（Java MEやGraalVM）を使うことで、リソースが限られたデバイスでもJavaを活用することが可能です。
主な活用例
- スマート家電（冷蔵庫、エアコン）
- 自動車の組み込みシステム
- IoTデバイスのデータ解析
Javaは、汎用性が高く、様々な分野で活用されているプログラミング言語です。その「Write Once, Run Anywhere」 の特性により、Webアプリから業務システム、IoTまで幅広く対応できます。初心者が学ぶには最適な言語の一つであり、しっかりと基本を理解すれば、多くの場面で活躍できるスキルを身につけられます。
これからJavaを学ぶ方は、まずは基本構文を押さえ、簡単なプログラムを作りながら理解を深めていきましょう。
Java開発環境の全体像を理解しよう
Javaでプログラミングを始めるには、JDKとIDEの準備が必要です。ここでは、JDKとEclipseの関係や役割を簡単に解説します。
- JDKとは何か
JDKとはJava Development Kitの略で、Javaでプログラムを作るために必要なソフトウェア群です。
コンパイラや実行環境が含まれており、Javaのソースコードを動かすために必ず必要になります。 - IDEとEclipseの役割
IDEとは統合開発環境のことで、コードの作成やデバッグを効率よく行えるツールです。
Eclipseはその中でもJavaに特化したIDEの一つで、初心者から実務者まで幅広く使われています。 - JDKとEclipseの関係
JDKはJavaを動かすためのエンジン、Eclipseはそのエンジンを使って開発を快適にするツールと考えるとわかりやすいです。
Eclipse単体ではJavaプログラムを動かせず、JDKのインストールが必要です。
JDKとEclipseの詳しい導入方法については下記の記事でわかりやすく解説していますので、あわせてご覧ください。
【Javaの基礎知識】JDKとEclipseの導入方法を徹底解説！
Javaのオブジェクト指向プログラミング
Javaでは、オブジェクト指向の概念としてカプセル化、継承、ポリモーフィズムが重要です。これらを理解することで、より拡張性のあるプログラムを作成できます。
オブジェクト指向とは？
Javaでは「オブジェクト指向プログラミング（OOP）」を採用しており、プログラムを現実世界のモノ（オブジェクト）に置き換えて考えることができます。
例えば、車をプログラムで表すなら？
- クラス（設計図）: 「車」クラスを作る
- オブジェクト（実体）: 「トヨタの車」「ホンダの車」を作成
class Car {
String brand;
void drive() {
System.out.println(brand + "が走っています");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Car toyota = new Car();
toyota.brand = "トヨタ";
toyota.drive();
Car honda = new Car();
honda.brand = "ホンダ";
honda.drive();
}
}
これを使うことで、同じ特徴を持つモノ（オブジェクト）を効率的に管理できます。
カプセル化とは？（データを守る仕組み）
| 家の構造 | Javaのカプセル化 |
|---|---|
| 玄関（public） | すべてのクラスからアクセスできるメソッドや変数 |
| 居間（protected） | 同じパッケージやサブクラスからのみアクセス可能 |
| 浴室・トイレ（private） | クラスの内部だけで利用できるデータ |
カプセル化とは、データを外部から直接変更できないようにする仕組みです。
例えば、「銀行口座の残高」をプログラムで表すと、次のようになります。
class BankAccount {
private int balance = 10000; // 残高
public int getBalance() {
return balance;
}
public void deposit(int amount) {
if (amount > 0) balance += amount;
}
}
- balance（残高）を private にすることで、外部から直接変更できなくなる
- メソッドを通してのみ残高を変更できる（安全性が高まる）
継承とは？（クラスを引き継ぐ仕組み）
この図をコードで表すと、次のようになります。
[ houseクラス ]
class House {
String result;
void entrance() {
System.out.println("玄関の操作");
}
void living() {
System.out.println("居間の操作");
}
void toilet() {
System.out.println("トイレの操作");
}
}
[ Apartmentクラス ]
class Apartment extends House {
void elevator() {
System.out.println("エレベーターの操作");
}
}
[ mainクラス ]
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Apartment myApartment = new Apartment();
myApartment.entrance(); // 親クラスのメソッドを使用
myApartment.elevator(); // 子クラスの新しいメソッドを使用
}
}
継承とは、既存のクラス（親クラス）の機能を、そのまま利用して新しいクラス（子クラス）を作成できる仕組みです。
車クラスの継承例
例えば、車の基本機能を持つ「Car」クラスを作り、それを継承して「電気自動車」クラスを作成できます。
# 車クラス
class Car {
void drive() {
System.out.println("車を運転する");
}
}
# 車クラスを継承して「電気自動車」クラスを作成
class ElectricCar extends Car {
void chargeBattery() {
System.out.println("バッテリーを充電する");
}
}
- 「ElectricCar」は「Car」の機能（drive）をそのまま使える
- 新しい機能（chargeBattery）を追加できる
ポリモーフィズムとは？（同じメソッドでも動作が変わる仕組み）
ポリモーフィズム（多態性）とは、同じメソッドを使って、異なる処理を実行できる仕組みです。例えば、「動物が鳴く」という共通のメソッドを作り、犬と猫で違う鳴き声を出せるようにします。
ポリモーフィズム（多態性）とは、同じメソッド名でも状況に応じて異なる動作をする仕組みのことです。Javaでは「引数が異なる同じメソッド名を使うオーバーロード（静的ポリモーフィズム）」と「親クラス型の変数で子クラスのメソッドを呼び出し動作を変えるオーバーライド（動的ポリモーフィズム）」の2種類があります。
class Animal {
void makeSound() {
System.out.println("動物の鳴き声");
}
}
class Dog extends Animal {
void makeSound() {
System.out.println("ワンワン！");
}
}
class Cat extends Animal {
void makeSound() {
System.out.println("ニャーニャー！");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal myAnimal = new Dog();
myAnimal.makeSound(); // ワンワン！
myAnimal = new Cat();
myAnimal.makeSound(); // ニャーニャー！
}
}
- どの動物でも makeSound() を呼び出せる
- 実際に動作すると、犬は「ワンワン」、猫は「ニャーニャー」と鳴く
- 同じメソッド名で異なる処理を実行できるのが「ポリモーフィズム」
「ポリモーフィズム」という言葉を聞くと難しく感じるかもしれませんが、初心者のうちは深く考えなくても大丈夫です。 ざっくり言うと、「同じ命令でも、状況によって違う動作をする仕組み」 です。
例えば、「ゲームのキャラに『攻撃しろ』と命令すると、剣士は剣で攻撃し、魔法使いは魔法で攻撃する」 というようなものです。 最初は「ふーん、そんな仕組みがあるんだな」くらいに思っておけばOKです！
初心者向けアドバイス:
- 最初は「ポリモーフィズム？ なにそれ？」で全然OK
- 実際にコードを書いているうちに、だんだん意味がわかってきます
- ある程度Javaに慣れたら、またこの部分を読んでみてください！
クラスとインターフェースの違い
| 項目 | クラス | インターフェース |
|---|---|---|
| 定義 | class キーワードで定義 | interface キーワードで定義 |
| 継承 | 単一継承のみ可能 | 複数のインターフェースを実装可能 |
| メソッド | 具体的な処理を記述できる | メソッドの定義のみ（処理なし） |
「抽象クラス」と言われると難しく感じるかもしれませんが、初心者のうちは深く考えなくても大丈夫です！ ざっくり言うと、「親クラスだけど、ちょっと中途半端なクラス」 です。例えば、「動物」というクラスを作るとします。 でも、「動物」というだけでは **「どんな動物なのか？」** 分かりません。 犬なのか？猫なのか？鳥なのか？
このように、「共通の性質は持っているけど、具体的な中身は決まっていない」クラスが 抽象クラス です。
抽象クラスと具象クラスの使い分け
この図をJavaのコードで表すと、次のようになります。 抽象クラスの定義（House）
abstract class House {
String result;
void entrance() {
System.out.println("玄関の操作");
}
void living() {
System.out.println("居間の操作");
}
void toilet() {
System.out.println("トイレの操作");
}
}
具体的なクラス（Apartment, Flat, Cabin）
class Apartment extends House {
void elevator() {
System.out.println("エレベーターの操作");
}
}
class Flat extends House {
void elevator() {
System.out.println("エレベーターの操作（フラット用）");
}
int groundFloorPlus() {
return 1; // 1階の特別処理
}
}
class Cabin extends House {
void shipNavigation() {
System.out.println("船室の航行管理");
}
}
抽象クラスとは、直接インスタンス化できないが、共通の機能を持たせたい場合に使用します。具象クラスは、通常のクラスで、具体的な実装を持つクラスです。
抽象クラスの定義と使い方:
abstract class Animal {
abstract void makeSound(); // 抽象メソッド
}
class Dog extends Animal {
void makeSound() { System.out.println("ワンワン！"); }
}
Javaの基本構文を理解することで、プログラムの作成がスムーズになります。
変数の定義・制御構文・オブジェクト指向の概念をしっかり学び、実践的なプログラミングに活かしましょう！
抽象クラスは、どの言語でも似たような仕組みがある
抽象クラス（Abstract Class）は、オブジェクト指向プログラミング（OOP）を採用している多くの言語で使われています。 Javaでは abstract を使いますが、C++やC#でも同じ概念があります。
例えば、各言語での抽象クラスの書き方：
| 言語 | 抽象クラスの記述 |
|---|---|
| Java | abstract class Animal { abstract void makeSound(); } |
| C++ | class Animal { virtual void makeSound() = 0; }; |
| C# | abstract class Animal { public abstract void MakeSound(); } |
| Python | from abc import ABC, abstractmethod |
| PHP | abstract class Animal { abstract public function makeSound(); } |
どの言語でも 「未完成の親クラス」 を作るために使われています。 Javaだけの特殊な概念ではないので、他の言語を学ぶときにも役立ちます！
Javaの基本構文と書き方
Javaの基本文法を理解することは、プログラミングを学ぶ上で重要です。ここでは、変数の定義や制御構文、メソッドの作成方法について解説します。
Javaのプログラムは、基本的な変数の定義、制御構文、メソッドの作成、クラスの概念を理解することでスムーズに記述できます。
変数とデータ型
Javaでは、データを扱うために変数を定義し、適切なデータ型を指定します。主なデータ型は以下のとおりです。
| データ型 | サイズ | 用途 |
|---|---|---|
| int | 4バイト | 整数を扱う |
| double | 8バイト | 小数を扱う |
| char | 2バイト | 1文字を扱う |
| boolean | 1ビット | true または false の2値 |
変数の宣言例:
int age = 25;
double price = 19.99;
char grade = 'A';
boolean isJavaFun = true;
Javaでプログラムを書くためには、変数やデータ型の基礎を理解することが大切です。次の記事でわかりやすく解説していますので、続けて学習を進めてください。
【Javaの基礎知識】変数、リテラル、基本データ型について解説！
制御構文（if文、switch文、ループ処理）
Javaでは、プログラムの流れを制御するために条件分岐（if / switch）やループ処理（for / while）を使用します。
if文の例:
int score = 80;
if (score >= 60) {
System.out.println("合格");
} else {
System.out.println("不合格");
}
switch文の例:
int day = 3;
switch (day) {
case 1: System.out.println("月曜日"); break;
case 2: System.out.println("火曜日"); break;
default: System.out.println("その他の曜日");
}
Javaでは条件に応じて処理を分けることが重要です。if文やswitch文の使い方については次の記事で詳しく解説していますので、続けて学習を進めてください。
▶︎【Javaの基礎知識】条件分岐（if・switch）を徹底解説！
ループ分の例:
for(int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("繰り返し処理：" + i);
}
Javaのプログラムでは同じ処理を繰り返す場面が多くあります。繰り返し処理の基本であるfor、while、do-whileについては次の記事でわかりやすく解説していますので、学習を進めてください。
▶︎【Javaの基礎知識】繰り返し処理（for, while, do-while)を徹底解説！
クラス・オブジェクト・メソッドの基本と使い方
メソッドは、プログラムの処理をまとめるための関数です。メソッドを定義し、必要に応じて呼び出すことで、コードの再利用性を高めます。
メソッドの定義と呼び出しの例:
public class Main {
public static void sayHello() {
System.out.println("こんにちは、Java!");
}
public static void main(String[] args) {
sayHello(); // メソッドの呼び出し
}
}
Javaはオブジェクト指向プログラミングの概念を取り入れた言語であり、クラスを定義し、オブジェクトとして使用するのが基本です。
クラスの定義とオブジェクトの作成
class Car {
String model = "Toyota";
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Car myCar = new Car(); // オブジェクトの作成
System.out.println(myCar.model); // Toyotaを出力
}
}
Javaでの開発ではクラスとオブジェクトの理解が欠かせません。基本的な考え方や使い方については次の記事でわかりやすく解説していますので、続けて学習を進めてください。
▶︎【Javaの基礎知識】クラスとオブジェクトとは？基本を解説！
まとめ
この記事ではJavaとは何か、どんな特徴があり、どのような用途で使われているのかを初心者向けに解説しました。
JavaはWebアプリケーションや業務システム、Androidアプリ開発など幅広く利用されており、高い移植性や安定性を持つ言語です。
オブジェクト指向の考え方を基盤としており、現実世界のモノや概念をプログラム上で表現しながら柔軟な開発ができる点も学びました。
またJavaは案件数が多く需要が高いため、これからエンジニアを目指す方やスキルアップを考えている方にとって非常に有利な選択肢です。
プログラミング未経験の方でも環境構築から基礎文法、オブジェクト指向の考え方までステップを踏んで学習することで、確実にスキルを身につけられます。
今回の記事でJavaの全体像を理解し、これからどのように学習を進めるべきかのイメージがつかめたはずです。
次は開発環境の準備と基礎文法の学習を行い、実際にコードを書きながら学習を深めていきましょう。
Javaを学ぶ準備として、開発環境の構築は重要なステップです。次の記事でJDKとEclipseの導入方法をわかりやすく解説していますので、実際にプログラミングを始める準備を進めましょう。
