Java入門 #25 - static と final の基本

このシリーズについて

「Java入門」は1本1テーマで進むシリーズです。本記事は第25回（最終回）として、static と final の基本を扱います。

static とは

通常のフィールドやメソッドは インスタンスごと に存在します。一方、static を付けたメンバーは クラス全体で1つ だけ存在し、インスタンスを作らなくても使えます。

static フィールド（クラス変数）

すべてのインスタンスで共有される変数です。

// Counter.java
public class Counter {
 public static int count = 0; // static フィールド
 private String name;

 public Counter(String name) {
 this.name = name;
 count++; // インスタンスが作られるたびに +1
 }

 public void showInfo() {
 System.out.println(name + " / 合計: " + count + "個");
 }
}

// Main.java（Java 21）
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 Counter c1 = new Counter("A");
 c1.showInfo(); // → A / 合計: 1個

 Counter c2 = new Counter("B");
 c2.showInfo(); // → B / 合計: 2個

 Counter c3 = new Counter("C");
 c3.showInfo(); // → C / 合計: 3個

 System.out.println("総数: " + Counter.count); // → 総数: 3
 }
}

count は static なので、すべての Counter インスタンスで 同じ変数を共有 します。

static メソッド（クラスメソッド）

インスタンスを作らずに呼べるメソッドです。Math.max(), Math.sqrt() などが代表例です。

// MathUtils.java
public class MathUtils {
 // static メソッド
 public static int square(int n) {
 return n * n;
 }

 public static double average(double a, double b) {
 return (a + b) / 2.0;
 }
}

// Main.java
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 int result = MathUtils.square(5); // インスタンス不要
 System.out.println(result); // → 25

 double avg = MathUtils.average(10.0, 20.0);
 System.out.println(avg); // → 15.0
 }
}

MathUtils のインスタンスを作らず、MathUtils.square(5) のように クラス名.メソッド名 で呼びます。

static の用途まとめ

final とは

final キーワードは 「変更不可」 を表します。フィールド・メソッド・クラスに付けられます。

final フィールド（定数）

一度値を代入したら、二度と変更できません。

// Circle.java
public class Circle {
 private final double radius; // final フィールド

 public Circle(double radius) {
 this.radius = radius; // コンストラクタで一度だけ代入
 }

 public double getArea() {
 return Math.PI * radius * radius;
 }

 public void setRadius(double r) {
 // this.radius = r; // コンパイルエラー！
 // → Cannot assign a value to final variable 'radius'
 }
}

final フィールドは コンストラクタまたは宣言時に初期化 しなければなりません。

public class Example {
 private final int value = 100; // 宣言時に初期化
 private final String name;

 public Example(String name) {
 this.name = name; // コンストラクタで初期化
 }
}

public static final による定数定義

定数は public static final の3つを組み合わせて宣言します。

// Constants.java
public class Constants {
 public static final double TAX_RATE = 0.10; // 消費税率
 public static final int MAX_RETRY = 3; // 最大リトライ回数
 public static final String APP_NAME = "MyApp";
}

// Main.java
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 double price = 1000.0;
 double total = price * (1 + Constants.TAX_RATE);
 System.out.println("合計: " + total); // → 合計: 1100.0
 }
}

定数の命名規則

Java の定数は 大文字スネークケース（UPPER_SNAKE_CASE）で書くのが慣習です。

final メソッド・final クラス（軽く）

final メソッド

final を付けたメソッドは、サブクラスでオーバーライドできません。

public class Parent {
 public final void show() {
 System.out.println("変更不可のメソッド");
 }
}

public class Child extends Parent {
 @Override
 public void show() { // コンパイルエラー！
 // → 'show()' cannot override 'show()' in 'Parent'; overridden method is final
 }
}

final クラス

final を付けたクラスは継承できません。

public final class Immutable {
 // このクラスは継承できない
}

public class Sub extends Immutable { // コンパイルエラー！
 // → Cannot inherit from final 'Immutable'
}

Java 標準ライブラリでは String, Integer, Math などが final class です。

static と final の組み合わせまとめ

実践例: 定数とユーティリティクラス

// Config.java（定数クラス）
public class Config {
 public static final String APP_NAME = "MyApp";
 public static final String VERSION = "1.0.0";
 public static final int TIMEOUT_SECONDS = 30;

 private Config() {
 // インスタンス化を防ぐ（ユーティリティクラスの慣習）
 }
}

// StringUtils.java（ユーティリティクラス）
public class StringUtils {
 // インスタンス化を防ぐ
 private StringUtils() {}

 public static boolean isEmpty(String s) {
 return s == null || s.isEmpty();
 }

 public static String repeat(String s, int count) {
 return s.repeat(count); // Java 11+
 }
}

// Main.java
public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 System.out.println(Config.APP_NAME + " v" + Config.VERSION);
 // → MyApp v1.0.0

 String str = "Hello";
 System.out.println(StringUtils.repeat(str, 3));
 // → HelloHelloHello
 }
}

ここまでの整理

次のステップ（本シリーズ完結）

「Java入門」シリーズはここで完結です。お疲れさまでした。

ここまでで Java の基礎文法、クラス設計、継承・インターフェース、例外処理、コレクション、ジェネリクス、ラムダ式まで一通り学びました。次のステップとして以下の学習方向があります。

実務で使うフレームワーク・ツール

• Spring Boot — Java で Web アプリ・REST API を作る定番フレームワーク
• JUnit 5 — 単体テストを書く標準ライブラリ
• Maven / Gradle — ビルドツール・依存関係管理
• Lombok — ボイラープレートコードを減らすライブラリ

さらに深める領域

• 並行処理 — スレッド、Executor、仮想スレッド（Java 21+）
• ストリーム API 応用 — 複雑なデータ変換、並列ストリーム
• モジュールシステム — Java 9+ のモジュール（module-info.java）
• デザインパターン — GoF の23パターン（Singleton, Factory, Strategy など）

このサイトでは今後、Spring Boot 入門や JUnit 入門のシリーズを公開予定です。引き続き学習を続けてください。

まとめ

この記事では、手順を追って動かしながら重要な確認ポイントを押さえることが大切です。まずは学習用の最小構成で動作確認し、本番利用する前にセキュリティ、権限、エラー処理、運用手順を見直してください。

参考リソース

• Class Variables（Oracle Java Tutorial） — static の公式ガイド
• Final Variables（Oracle） — final の解説
• Effective Java 第3版 — Java のベストプラクティス集（英語）
• Java SE 21 ドキュメント

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