Javaプラットフォームの3つのエディション

Javaは用途に応じて3つのエディションに分かれています。

• Java SE (Standard Edition): 標準版。デスクトップアプリケーションやサーバー向けのコア機能を提供します。
• Java ME (Micro Edition): 小型デバイスや組み込み向け。現在はAndroidなどにその役割を譲っています。
• Java EE (Enterprise Edition): 企業向け。大規模なネットワークシステムやサーバーサイド開発（Jakarta EE）に使用されます。

JDK 1.5以前は「J2SE」のように呼ばれていましたが、以降は現在の名称に変更されました。Javaの生みの親はジェームズ・ゴスリン氏です。

Java言語の主な特徴と動作原理

Javaの最大の特徴は「マルチプラットフォーム（プラットフォーム独立性）」です。ソースコードをコンパイルすると、OSに依存しないバイトコードが生成されます。これを各OS用のJVM（Java仮想マシン）が実行することで、一度書けばどこでも動く（Write Once, Run Anywhere）仕組みを実現しています。

JDKの構成と環境構築

開発を行うにはJDK（Java Development Kit）が必要です。

• JDK: 開発ツール（javacなど）とJREのセット。
• JRE: Javaプログラムを実行するための環境（JVM + 実行用ライブラリ）。
• JAVA_HOMEの設定: 環境変数としてJDKのインストールディレクトリを指定し、Pathに%JAVA_HOME%\binを追加することで、コマンドプロンプト等からJavaコマンドを直接呼び出せるようになります。

制御構文：switch文と三項演算子

条件分岐には三項演算子（条件 ? 真の式 : 偽の式）や、固定値の判定に適したswitch文が使われます。switch文では、JDK 1.5から列挙型、JDK 1.7からString型がサポートされました。breakを忘れると「フォールスルー（caseの突き抜け）」が発生するため注意が必要です。

メソッドのオーバーロードとオーバーライド

• オーバーロード: 同一クラス内で、名前が同じで引数の構成が異なるメソッドを定義すること。
• オーバーライド: 親クラスのメソッドを子クラスで再定義すること。シグネチャが一致している必要があります。

変数とメモリ管理

Javaの変数は定義場所によって性質が異なります。

• メンバ変数: クラス内で定義され、ヒープ領域に保持されます。インスタンス生成時にデフォルト値（0やnull）で初期化されます。
• ローカル変数: メソッド内で定義され、スタック領域に保持されます。使用前に必ず明示的な初期化が必要です。

Propertiesクラスによる設定管理

Propertiesクラスは、キーと値が共にString型のマップ構造を持ち、設定ファイルの読み書きに特化しています。

Properties settings = new Properties();
// 読み込み
try (FileInputStream in = new FileInputStream("app.config")) {
    settings.load(in);
}

// データの更新と保存
settings.setProperty("theme", "dark");
try (FileOutputStream out = new FileOutputStream("app.config")) {
    settings.store(out, "System Settings");
}

オブジェクトのシリアル化（Serialization）

メモリ上のインスタンスをバイトストリームとして出力したり、逆に復元したりすることをシリアル化・逆シリアル化と呼びます。

// 読み込み（逆シリアル化）
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.ser"))) {
    User user = (User) ois.readObject();
    System.out.println(user.getName());
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

ByteArrayOutputStreamによるメモリバッファ操作

ファイルではなくメモリ上のバッファへデータを書き込み、一括で取得する際に利用します。リソースのクローズは必須ではありません。

FileInputStream input = new FileInputStream("data.txt");
ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream();
byte[] chunk = new byte[1024];
int bytesRead;

while ((bytesRead = input.read(chunk)) != -1) {
    buffer.write(chunk, 0, bytesRead);
}
System.out.println(buffer.toString("UTF-8"));
input.close();

コレクションフレームワーク：ArrayListとHashSet

• ArrayList: 順序を保持し、重複を許可します。
• HashSet: 順序を保持せず、重複を許可しません。

リストから重複を除去する簡便な方法として、一度Setに変換する手法がよく使われます。

List<String> items = new ArrayList<>(Arrays.asList("A", "B", "A", "C"));
Set<String> uniqueItems = new HashSet<>(items);
items.clear();
items.addAll(uniqueItems);

instanceof演算子と型の判定

ポリモーフィズムを利用する際、実際のインスタンス型を確認するために使用します。

public void processAnimal(Animal animal) {
    animal.makeSound();
    if (animal instanceof Dog) {
        ((Dog) animal).fetchBall();
    } else if (animal instanceof Cat) {
        ((Cat) animal).scratchPost();
    }
}

ConcurrentModificationExceptionとその回避策

Iterator等でコレクションをループしている最中に、コレクションの要素を直接追加・削除しようとするとこの例外が発生します。回避するにはIteratorのremove()メソッドを使うか、CopyOnWriteArrayListのようなスレッドセーフなコレクションを使用します。

Collectionsユーティリティ

Collectionsクラスは、リストの操作に便利な静的メソッドを提供します。

• sort(list): 昇順ソート
• reverse(list): 要素の反転
• shuffle(list): シャッフル（ランダム化）
• max(list) / min(list): 最大値・最小値の取得