Java標準API完全ガイド：実務向け開発に必要なクラス群

序文

この章では、Javaプログラミングにおける基本的なAPI群を体系的に学習します。API（Application Programming Interface）とは、Javaが提供する既存のプログラム機能であり、クラスやメソッドなどを指します。これらのAPIを活用することで、問題解決を効率的に行うことができます。

JavaSEの核となるAPI群をマスターすることで、より高度な開発スキルを習得できます。多くの初心者がAPIの学習において「理解はできるが記憶できない」という課題に直面します。重要なのは継続的な実践とコード書き込みです。

一、Objectクラス

ObjectクラスはJavaにおけるすべてのクラスの親クラスです。したがって、JavaのすべてのオブジェクトはObjectクラスのメソッドを利用できます。

1. toString()メソッド

toString()メソッドは、オブジェクトの文字列表現を返却します。デフォルト形式は「パッケージ名.クラス名@ハッシュ値（16進数）」です。

例として、Personクラスを作成します：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{姓名='" + name + "', 年齢=" + age + "}";
    }
}

テストコード：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("李明", 25);
        System.out.println(person.toString());
    }
}

2. equals(Object obj)メソッド

equalsメソッドは、現在のオブジェクトと引数のオブジェクトが「等しい」かどうかを判定します。デフォルトでは参照比較を行います。

Personクラスでequalsメソッドをオーバーライド：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (this == obj) return true;
    if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
    Person person = (Person) obj;
    if (age != person.age) return false;
    return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
}

3. clone() メソッド

clone()メソッドは、現在のオブジェクトの複製を作成し返却します。クローン対象のクラスはCloneableインターフェースを実装する必要があります。

public class DataRecord implements Cloneable {
    private String identifier;
    private String userName;
    private String password;
    private double[] results;

    public DataRecord(String identifier, String userName, String password, double[] results) {
        this.identifier = identifier;
        this.userName = userName;
        this.password = password;
        this.results = results;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        DataRecord record = (DataRecord) super.clone();
        record.results = this.results.clone();
        return record;
    }
}

二、Objectsユーティリティクラス

Objectsクラスは、オブジェクト操作に関する静的メソッドを提供するユーティリティクラスです。

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        String text1 = null;
        String text2 = "example";

        System.out.println(Objects.equals(text1, text2)); // null安全な比較
        System.out.println(Objects.isNull(text1)); // nullチェック
        System.out.println(Objects.nonNull(text2)); // 非nullチェック
    }
}

三、プリミティブ型ラッパークラス

Javaの8つの基本データ型をオブジェクトとして扱うために、それぞれに対応するラッパークラスが存在します。

1. ラッパーインスタンスの生成方法

自動ボックス化とアンボックス化の例：

Integer number = 100; // 自動ボックス化
int primitive = number; // 自動アンボックス化

// 明示的な生成方法
Integer boxed = Integer.valueOf(200);
Integer legacy = new Integer(300); // 非推奨

2. データ型変換処理

文字列と数値の相互変換：

// 文字列から数値への変換
String numericStr = "123";
int convertedInt = Integer.parseInt(numericStr);
double convertedDouble = Double.parseDouble("45.67");

// 数値から文字列への変換
String result = Integer.toString(convertedInt);
String altResult = String.valueOf(convertedInt);

四、StringBuilderクラス

StringBuilderは可変長文字列を扱うためのクラスで、文字列操作の効率を向上させます。

1. StringBuilderメソッドの実演

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder buffer = new StringBuilder("初期文字列");

        buffer.append("追加").append(123).append(true);
        buffer.reverse();
        System.out.println(buffer.toString());
        System.out.println("長さ: " + buffer.length());
    }
}

2. StringBuilder実践応用例

整数配列を指定形式の文字列に変換：

public static String convertArrayToString(int[] inputArray) {
    if (inputArray == null) return null;

    StringBuilder builder = new StringBuilder("[");
    for (int i = 0; i < inputArray.length; i++) {
        if (i == inputArray.length - 1) {
            builder.append(inputArray[i]).append("]");
        } else {
            builder.append(inputArray[i]).append(",");
        }
    }
    return builder.toString();
}

五、StringJoinerクラス

StringJoinerは文字列結合を簡潔に行えるクラスです。

StringJoiner joiner = new StringJoiner(",", "[", "]");
joiner.add("要素1").add("要素2").add("要素3");
System.out.println(joiner.toString()); // [要素1,要素2,要素3]

六、Mathクラス

Mathクラスは数学計算用の静的メソッドを提供します。

System.out.println(Math.abs(-45)); // 絶対値
System.out.println(Math.max(10, 20)); // 最大値
System.out.println(Math.pow(2, 3)); // べき乗
System.out.println(Math.sqrt(16)); // 平方根
System.out.println(Math.random()); // 乱数生成

七、Systemクラス

Systemクラスはシステム関連のメソッドを提供します。

long startTime = System.currentTimeMillis();
// 処理実行
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("実行時間: " + (endTime - startTime) + "ms");

八、Runtimeクラス

RuntimeクラスはJVMの実行環境情報を取得できます。

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
System.out.println("CPUコア数: " + runtime.availableProcessors());
System.out.println("総メモリ: " + runtime.totalMemory() / (1024 * 1024) + "MB");

九、BigDecimalクラス

BigDecimalは高精度な数値計算を実現するクラスです。

BigDecimal valueA = BigDecimal.valueOf(0.1);
BigDecimal valueB = BigDecimal.valueOf(0.2);
BigDecimal sum = valueA.add(valueB);
System.out.println(sum); // 0.3

// 除算時の丸め処理
BigDecimal division = valueA.divide(valueB, 2, RoundingMode.HALF_UP);

十、Dateクラス

Dateクラスは日付時刻を表すためのクラスです。

Date currentDate = new Date();
System.out.println(currentDate);
long timestamp = currentDate.getTime();

十一、SimpleDateFormatクラス

SimpleDateFormatは日付の書式変換を担当します。

SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
Date now = new Date();
String formatted = formatter.format(now);
System.out.println(formatted);

十二、Calendarクラス

Calendarクラスは日付操作の拡張機能を提供します。

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1; // 0始まりのため+1
calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 10); // 10日後

十三、JDK8新規日付時刻クラス群

1. JDK8日付クラス導入の背景

旧来のDateクラスはスレッドセーフでないなどの問題がありました。

2. JDK8日付・時刻・日時表現

LocalDate（日付のみ）、LocalTime（時刻のみ）、LocalDateTime（日時）に分類されます。

LocalDateTime current = LocalDateTime.now();
LocalDate dateOnly = LocalDate.now();
LocalTime timeOnly = LocalTime.now();

3. JDK8タイムゾーン対応

ZonedDateTimeはタイムゾーン情報を含む日時を扱います。

4. JDK8Instantクラス

Instantはエポックからの経過時間をナノ秒単位で表現します。

5. JDK8日付フォーマット処理

DateTimeFormatterはJDK8以降のフォーマット処理を担当します。

6. JDK8期間計算Periodクラス

Periodは日付間の年月日差を計算します。

7. JDK8時間差算出Durationクラス

Durationは時間間の時分秒差を計算します。

十四、Arraysクラス

Arraysクラスは配列操作のためのユーティリティクラスです。

1. Arrays基本操作

int[] array = {5, 2, 8, 1, 9};
Arrays.sort(array);
System.out.println(Arrays.toString(array));
int[] partialCopy = Arrays.copyOfRange(array, 1, 4);

2. オブジェクト配列の処理

ComparableインターフェースまたはComparatorによる並び替え：

Arrays.sort(objectArray, new Comparator<MyClass>() {
    @Override
    public int compare(MyClass a, MyClass b) {
        return a.getProperty().compareTo(b.getProperty());
    }
});

タグ: Java API object stringbuilder bigdecimal

5月17日 17:45 投稿

異端開発室

Java標準API完全ガイド：実務向け開発に必要なクラス群

目次

一、Objectクラス

二、Objectsユーティリティクラス

三、プリミティブ型ラッパークラス

四、StringBuilderクラス

五、StringJoinerクラス

六、Mathクラス

七、Systemクラス

八、Runtimeクラス

九、BigDecimalクラス

十、Dateクラス

十一、SimpleDateFormatクラス

十二、Calendarクラス

十三、JDK8新規日付時刻クラス群

十四、Arraysクラス

序文

一、Objectクラス

1. toString()メソッド

2. equals(Object obj)メソッド

3. clone() メソッド

二、Objectsユーティリティクラス

三、プリミティブ型ラッパークラス

1. ラッパーインスタンスの生成方法

2. データ型変換処理

四、StringBuilderクラス

1. StringBuilderメソッドの実演

2. StringBuilder実践応用例

五、StringJoinerクラス

六、Mathクラス

七、Systemクラス

八、Runtimeクラス

九、BigDecimalクラス

十、Dateクラス

十一、SimpleDateFormatクラス

十二、Calendarクラス

十三、JDK8新規日付時刻クラス群

1. JDK8日付クラス導入の背景

2. JDK8日付・時刻・日時表現

3. JDK8タイムゾーン対応

4. JDK8Instantクラス

5. JDK8日付フォーマット処理

6. JDK8期間計算Periodクラス

7. JDK8時間差算出Durationクラス

十四、Arraysクラス

1. Arrays基本操作

2. オブジェクト配列の処理

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