クラス

Java – インターフェースと抽象クラスの違いについて解説

インターフェースと抽象クラスは、Javaで多態性を実現するための仕組みですが、目的や使い方に違いがあります。

インターフェースは完全に抽象的で、すべてのメソッドがデフォルトで抽象メソッド(Java 8以降はデフォルトメソッドや静的メソッドも可)です。

一方、抽象クラスは抽象メソッドと具体的なメソッドの両方を持つことができ、状態(フィールド)を持つことも可能です。

クラスは複数のインターフェースを実装できますが、抽象クラスは単一継承のみです。

インターフェースは「何をするか」を定義し、抽象クラスは「どうするか」の基本実装を提供します。

目次から探す

インターフェースと抽象クラスとは
- インターフェース
- 抽象クラス
インターフェースと抽象クラスの違い
- 具体的な違いの解説
使い分けのポイント
- インターフェースを使うべき場合
- 抽象クラスを使うべき場合
実際のコード例で理解する
- インターフェースの例
- 抽象クラスの例
注意点とベストプラクティス
- 注意点
- ベストプラクティス
まとめ

インターフェースと抽象クラスとは

Javaにおけるインターフェースと抽象クラスは、オブジェクト指向プログラミングの重要な概念です。

これらは、クラスの設計や実装において、共通の機能を持つオブジェクトを作成するために使用されます。

以下にそれぞれの特徴を説明します。

インターフェース

インターフェースは、クラスが実装すべきメソッドのシグネチャ(名前、引数、戻り値の型)を定義します。
インターフェース自体は実装を持たず、メソッドの本体は実装するクラスで定義されます。
複数のインターフェースを実装することができるため、柔軟な設計が可能です。

抽象クラス

抽象クラスは、共通の機能を持つクラスの基底クラスとして使用されます。
抽象クラスは、抽象メソッド(実装を持たないメソッド)と具体的なメソッド(実装を持つメソッド)を持つことができます。
1つのクラスしか継承できないため、単一継承の制約がありますが、共通の実装を持つことができます。

インターフェースは、クラス間の契約を定義し、抽象クラスは共通の実装を提供します。

これらを適切に使い分けることで、より柔軟で再利用性の高いコードを書くことができます。

インターフェースと抽象クラスの違い

インターフェースと抽象クラスは、どちらもオブジェクト指向プログラミングにおいて重要な役割を果たしますが、それぞれ異なる特性と用途があります。

以下の表に、主な違いをまとめました。

特徴	インターフェース	抽象クラス
定義	メソッドのシグネチャのみを定義	抽象メソッドと具体的なメソッドを持つ
実装	実装を持たない	実装を持つことができる
継承	複数のインターフェースを実装可能	単一の抽象クラスのみを継承可能
フィールド	定数のみを持つことができる	フィールドを持つことができる
アクセス修飾子	メソッドはデフォルトでpublic	アクセス修飾子を指定可能
用途	異なるクラス間での共通の契約を定義するために使用	共通の機能を持つクラスの基底クラスとして使用

具体的な違いの解説

定義と実装: インターフェースはメソッドのシグネチャのみを定義し、実装は持ちません。

一方、抽象クラスは抽象メソッドと具体的なメソッドを持つことができ、共通の実装を提供します。

継承の仕組み: インターフェースは複数実装できるため、異なるクラス間での柔軟な設計が可能です。

抽象クラスは単一継承のため、特定のクラス階層における共通の機能を持たせるのに適しています。

フィールドの扱い: インターフェースは定数のみを持つことができ、フィールドを持つことはできません。

抽象クラスはフィールドを持つことができ、状態を保持することが可能です。

これらの違いを理解することで、Javaプログラミングにおける設計の選択肢を適切に選ぶことができます。

使い分けのポイント

インターフェースと抽象クラスは、それぞれ異なる目的や状況に応じて使い分けることが重要です。

以下に、使い分けのポイントをまとめました。

インターフェースを使うべき場合

異なるクラス間での共通の契約が必要なとき: 異なるクラスが同じメソッドを持つことを保証したい場合、インターフェースを使用します。
多重継承が必要なとき: Javaではクラスの多重継承はできませんが、インターフェースは複数実装できるため、柔軟な設計が可能です。
APIの設計: 他の開発者が実装することを前提としたAPIを設計する際には、インターフェースを使用することで、実装の自由度を高めることができます。

抽象クラスを使うべき場合

共通の実装を持たせたいとき: 複数のクラスに共通の機能や状態を持たせたい場合、抽象クラスを使用します。
状態を持つ必要があるとき: フィールドを持ち、状態を保持する必要がある場合は、抽象クラスが適しています。
部分的な実装を提供したいとき: 一部のメソッドに具体的な実装を持たせ、他のメソッドを抽象メソッドとして定義することで、部分的な実装を提供できます。

インターフェースと抽象クラスは、それぞれの特性を理解し、適切な場面で使い分けることで、より効果的なオブジェクト指向設計が可能になります。

状況に応じて、どちらを選択するかを考慮することが重要です。

実際のコード例で理解する

インターフェースと抽象クラスの使い方を具体的なコード例を通じて理解しましょう。

以下の例では、動物を表すインターフェースと抽象クラスを使用しています。

インターフェースの例

まず、Animalというインターフェースを定義し、speakメソッドを宣言します。

次に、このインターフェースを実装するDogクラスとCatクラスを作成します。

// App.java
// Animalインターフェースの定義
interface Animal {
    // 動物が鳴くメソッド
    void speak();
}
// DogクラスがAnimalインターフェースを実装
class Dog implements Animal {
    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("ワンワン！"); // 犬の鳴き声
    }
}
// CatクラスがAnimalインターフェースを実装
class Cat implements Animal {
    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("ニャー！"); // 猫の鳴き声
    }
}
// メインメソッド
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog(); // Dogオブジェクトの生成
        Animal cat = new Cat(); // Catオブジェクトの生成
        dog.speak(); // 犬の鳴き声を出力
        cat.speak(); // 猫の鳴き声を出力
    }
}

抽象クラスの例

次に、Animalという抽象クラスを定義し、speakメソッドを抽象メソッドとして宣言します。

この抽象クラスを継承するDogクラスとCatクラスを作成します。

// App.java
// Animal抽象クラスの定義
abstract class Animal {
    // 抽象メソッド
    abstract void speak(); // 鳴くメソッドの宣言
    // 共通のメソッド
    void eat() {
        System.out.println("食べています。"); // 食事のメソッド
    }
}
// DogクラスがAnimal抽象クラスを継承
class Dog extends Animal {
    @Override
    void speak() {
        System.out.println("ワンワン！"); // 犬の鳴き声
    }
}
// CatクラスがAnimal抽象クラスを継承
class Cat extends Animal {
    @Override
    void speak() {
        System.out.println("ニャー！"); // 猫の鳴き声
    }
}
// メインメソッド
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog(); // Dogオブジェクトの生成
        Animal cat = new Cat(); // Catオブジェクトの生成
        dog.speak(); // 犬の鳴き声を出力
        dog.eat();   // 食事のメソッドを呼び出し
        cat.speak(); // 猫の鳴き声を出力
        cat.eat();   // 食事のメソッドを呼び出し
    }
}

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。