Javaとは？言語の特徴や用途、プログラミングの流れをわかりやすく解説！【超初心者向け】

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Javaとは？

Javaは、C言語をベースに開発されたプログラミング言語であり、世界でも多くの現場で利用されている言語です。Googleが開発に用いることが多い三大言語（Java、C++、Python）のひとつでもあります。

Javaの特徴として、「Write once, Run anywhere（一度書けばどこでも実行できる）」というJavaの理念を表す通り、OSに依存せずプログラムを実行できます。

そのため、システムの開発において汎用性が高いことから、人気の高いプログラミング言語であるといえるでしょう。

JDKとは

Javaの開発には、JDK(Java Development Kit)を使用します。これはJavaの公式サイトから無料でダウンロードすることができます。

JDKのダウンロード

Javaでどんなことができるか

Javaは基本的にできないことはなく、さまざまな開発に用いることが可能です。

WEBサービス開発

SNSサービス、ECサイト・予約サイトなど、多くのWebサービスがJavaで開発されています。

Webサービスは、導入の手軽さから、プログラミング言語の「Ruby」で開発される事も多いです。しかし、利用者の増加に伴い、Rubyでの動作が遅くなり、Javaに移行する事が多くあります。

TwitterやOpenOfficeなどは、Javaをプログラミング言語として採用しています。

基幹システム開発

金融機関や保険などの大規模な基幹システムにも使われており、複雑なシステムでも活躍しています。

他の言語と比べて処理速度が速いため、不特定多数のユーザーが使用するシステムのような大規模な開発と相性がいい言語です。

スマホアプリ開発

スマホのアプリケーションの開発にもJavaが利用されることもあります。

特にAndroidアプリは、スマホアプリを動かすための環境がJavaで作られていることもあり、相性が非常にいいです。

OSに依存しない強みもあり、開発側はスマホの機種による動作環境をあまり気にしなくて済むのもポイントです。

またAndroidのネイティブ言語にKotlinが追加されたことも追い風になっています。

Kotlinとは2011年ごろに開発されたJavaと同じくオブジェクト指向言語です。

特徴はJavaと比べて記述がシンプルであり、実行時にnullによるエラーが起こらない、Null安全の仕組みがあります。

Null許容型を使うことで、Javaで頻繁に起こるNullPointerExceptionのエラーを防ぐことが可能です。

またJavaとKotlinは文法が似ており、JavaのコードをKotlinで呼び出したり、その逆も可能であるため、互換性があります。

Javaを覚えることでKotlinへの習得が近づき、Androidアプリエンジニアとしての道が近づくでしょう。

IoT開発

IoTは、従来インターネットに接続されていなかった様々なモノがネットワークを通じてサーバーやクラウドサービスに接続する技術の事です。

例えば、レシピを教えてくれる冷蔵庫、遠隔操作で開錠可能な鍵などは、IoT開発で誕生しました。IoT化した機器に組み込まれるプログラムの言語として、Javaが注目されています。Oracle社は、IoT分野で積極的にJavaを使用することを促進しており、実際に多くのプログラムがJavaで書かれています。

JavaとPHPの違い

JavaとPHPはどちらも人気が高い言語であり、開発現場でもよく使われていますが特徴が異なります。

大きく分けると「学習難易度」「向いている開発」「コンパイラ言語かスクリプト言語」です。

まずは学習難易度についてですが、PHPはほかの言語と比べても文法が簡単であるため習得は容易です。

一方Javaは、オブジェクト指向の概念が複雑であり、初心者にとっては難しく感じるかもしれません。

また、向いている開発もそれぞれあります。

PHPはWebに特化した言語であるため、WebサービスやWebアプリケーションの開発に向いています。

Javaは汎用性が高い言語であり、Webサービス以外にも企業向けの業務システムの開発に利用できるでしょう。

またJavaはコンパイラ言語、PHPはスクリプト言語であるという点も特徴です。

コンパイラ言語はコンパイル前にソースコードをあらかじめ一括で機械語に翻訳しておきます。

一方、スクリプト言語は1行ごとに機械語に翻訳を行うため、実行速度が遅くなります。

そのためコンパイラ言語のほうが高速で実行できます。

その半面、コンパイルするまでエラーが把握できなかったり、少しの動作確認でもすべてコンパイルする必要があったりするデメリットもあります。

できることや難易度は異なるため、JavaとPHPどちらを学習するか迷っている方は、自分の目的にあった言語を選ぶとよいでしょう。

Javaのメリット

Javaのメリットは主に以下の3つです。

• 処理速度が速く安定性がある
• オブジェクト指向である
• プラットフォームに依存しない

それぞれについて解説していきます。

処理速度が速く安定性がある

まずは、処理速度が速いという点が挙げられます。

Javaはコンパイラ言語であるため、コンパイル前にソースコードを翻訳しておきます。

そうすることで、実行しながら1行ずつ翻訳するインタプリタ言語よりも処理速度が速く、安定した強みがあります。

オブジェクト指向である

Javaはオブジェクト指向型のプログラミング言語です。

オブジェクトはモノという意味で、オブジェクト指向とはプログラムをモノとして扱います。

そのためプログラムを手順として考えるのではなく、モノや動作を作って操作させるという考え方です。

このようにモノを扱うという概念とすることで、ソースコードの修正や再利用などが容易にできます。

初学者にとって、オブジェクト指向の考えに慣れるのは難しいですが、理解できると開発の効率がよくなるでしょう。

プラットフォームに依存しない

Javaの強みとして、プラットフォームに依存しないことも1つでしょう。

WindowsやMac、Linuxなど、OSに関係なく同じプログラムの実行が可能です。

動作環境に依存しないため、開発側としては非常に便利な言語です。

Javaのデメリット

Javaのデメリットは主に以下の2つです。

• 学習コストが高い
• 環境構築が大変

それぞれについて解説していきます。

学習コストが高い

Javaは初心者にとって難易度が高いプログラミング言語です。

オブジェクト指向の考えや、多量の標準ライブラリを覚えるために時間がかかります。

Javaを身につけるまでの学習コストがかかりすぎてしまい、大変であることが欠点かもしれません。

環境構築が大変

開発環境を構築することが大変で、学習をあきらめてしまう人もいるかもしれません。

Javaはほかの言語と比べると環境構築が難しいため、一からの作成はハードルが高いです。

プログラミングとは異なる技術が求められるため、初心者には厳しい問題です。

Javaプログラミングに必要な基本的知識

Javaプログラミングに必要な基本的知識は主に以下の8つです。

• Javaの基本構文
• クラスとは
• オブジェクト指向とは
• ポリモーフィズムとは
• カプセル化とは
• 継承とは
• ライブラリとは
• フレームワークとは

どの知識も開発時に重要なため、しっかり覚えたいものばかりです。

それぞれについて解説していきます。

Javaの基本構文

基本的にはほかの言語と似たようなものが多くあります。

算術演算子をはじめ、代入や比較の演算子があり、条件分岐処理に用いるif文、繰り返し処理に用いるfor文などの制御文もあります。

コードの書き方も似ているため、ほかのプログラミングができる人であれば、そこまで困らないでしょう。

クラスとは

クラスとは、Javaの土台となるような役割をしており、プログラム上では「class」と書きます。

クラス名の先頭に数字は使用不可であり、だれが見てもわかるように、基本的にはそのクラスの役割を指す名前をつけます。

また、クラス名とファイル名は一致させるというルールもあるため注意が必要です。

クラスではフィールドやメソッドといったものを定義します。

簡単にいうとフィールドは変数、メソッドはひとかたまりの処理を表し、コードを書く上で便利になります。

クラスは頻繁に使うことになるため、覚えておきましょう。

オブジェクト指向とは

オブジェクト指向とはプログラムをモノとして扱い、モノや動作を作って操作させるという考え方です。

クラスで説明したフィールドやメソッドがモノにあたります。

このようにプログラムをモノとして扱うという考え方は、ソースコードの修正や再利用、追加がしやすいため開発するうえで非常に役立ちます。

そのため、多数の人が絡むシステム開発においてオブジェクト指向は重要です。

Javaはオブジェクト指向プログラミングであり、この考えを理解できるかがJavaを学ぶうえでカギとなります。

ポリモーフィズムとは

ポリモーフィズムとは、「多様性」を意味し、オブジェクト指向の要素の1つです。

プログラミングでは同じ名前のメソッドなどを、クラスごとに使い分けられる仕組みのことです。

同名のメソッドを、クラス別に振る舞いを変更できることから拡張性が高く、ポリモーフィズムを使うメリットといえます。

ポリモーフィズムを実現するために、Javaにはオーバーライドとオーバーロードという仕組みがあります。

カプセル化とは

カプセル化もオブジェクト指向の要素の1つであり、プログラムの独立性を実現するために大切なものです。

カプセル化は、ほかのプログラムから見えないようにし、別クラスに直接干渉することを防ぐ仕組みです。

このような仕組みを採用する理由は、外部から頻繁にデータが書き換えられると、そのクラス内でデータを管理することが難しくなるからです。

またカプセル化のメリットは、内部処理を知らなくてもその処理を利用できる点があります。

そのため、不特定の人でも、動かし方さえわかればその処理を使えることが強みです。

継承とは

継承は、クラスにある一部の機能を使いまわすために、別のクラスに引き継ぐ仕組みのことです。

継承も、ポリモーフィズムとカプセル化同様、オブジェクト指向の要素の1つです。

継承を利用することで、毎回クラスを一から定義する必要がなく、最小限のプログラムで作成ができます。

ソースコードの見た目もすっきりするため、効率的に開発が進められるでしょう。

ライブラリとは

ライブラリとは、機能をまとめたものであり、クラスライブラリと呼ばれています。

ライブラリを利用することで一から自分で書く必要がなく、開発が効率よくできます。

たとえば文字を出力する「System.out.println」メソッドは、クラスライブラリにあるSystemクラスのメソッドです。

フレームワークとは

フレームワークとは、開発をする上でよく使う機能をあらかじめ用意したものです。

コードを書いたり、機能を追加したりするためのルールが決まるため、チームで作業するときに構造が統一されるため有効的です。

そのため、フレームワークを利用することで、Javaを用いた開発の効率がよくなります。

Javaのプログラミングの基本的な流れ

コードを記述する

まずはコードを記述し、プログラムを動かすためのJavaファイルを作成します。

このようなファイルをソースファイルと呼びます。

例として今回は「Sample.java」を用意し、以下のコードを書きます。

class Sample{
  public static void main(String[] args){
    System.out.println("Hello World");
  }
}

ソースファイルをコンパイルする

作成したJavaファイルを実行するためにはコンパイルが必要です。

コンパイルを行うと、ソースファイルからクラスファイルが作成されます。

コンパイルは以下のようなjavacコマンドを入力して行います。

javac ソースファイル名.java

OSがWindowsの場合はコマンドプロンプトを開き、ソースファイルの保存場所まで移動します。

今回のファイル名は「Sample.java」ですので、以下のコマンドを入力します。

javac Sample.java

入力後Enterキーを押し、特にエラーが発生しなければコンパイルは完了です。

プログラムを実行する

コンパイルまで完了したら、実際にプログラムを実行してみましょう。

今回のプログラムを実行すると、「Hello World」の文字が表示されます。

コマンドプロンプトに以下のコマンドを入力し、Enterキーを押してみてください。

java Sample

注意点として、コマンドに入力する文字はソースファイル名ではなく、クラス名です。

そのため拡張子なども不要です。

今回は文字を出力するだけの簡易的なプログラムでしたが、より複雑なプログラムを動かすこともできます。

コードを書く→ソースファイルのコンパイル→実行が大きな流れであるため、これだけは覚えておくとよいかもしれません。

Java習得に役立つ資格

Javaの学習に役立つ資格を紹介します。

企業や資格の種類によっては、プロジェクトの参加に資格が必須であったり、持っていると資格手当がもらえたりすることがあります。
自身のスキルアップにもつながるため、資格習得への挑戦はおすすめです。

基本情報技術者試験

基本情報技術者試験は国家試験であり、エンジニアにとって登竜門のような試験です。

Javaに限らず、ITに関連する基本的な知識を問われるため、プログラミング以外の勉強も必須です。

プログラムはJava言語だけで動作するわけではないため、システム全体の知識をつけるためにも、おすすめの資格です。

https://www.jitec.ipa.go.jp/

Javaプログラミング能力認定試験

Javaプログラミング能力認定試験はサーティファイが開催している民間資格です。

3級から1級まで階級がわかれており、プログラムが書けるか試されます。

また1級では提示された変更・追加を反映した仕様書の作成を実施する試験も行われます。

Javaの実力を試すためにも、おすすめの資格です。

https://www.sikaku.gr.jp/js/cpjv/jv/introduction/

Javaの学習方法について

Javaを独学で学びたい人は以下に紹介する書籍の購入や、オンラインスクールに通うのがおすすめです。

書籍で学習する

• スッキリわかるJava入門 第2版

Javaの基礎からオブジェクト指向まで、イラスト付きで学べる入門書です。

ブラウザ上でコーディング、コンパイル、実行ができる仮想開発環境も付録としてついており、実際に触れながら学べます。

書籍を利用した勉強をしたい方へおすすめです。

• やさしいJava 第6版

こちらも基礎をわかりやすく解説しているJavaの入門書です。

プログラミングの経験がなくても、しっかり理解できる構成となっているため読みやすい書籍です。

Javaに挑戦したい方へおすすめします。

オンラインスクールに火曜

• コードキャンプ

コードキャンプは着実にプログラミングが学べるプログラミングスクールです。

プログラミング未経験でも、自分にあったカリキュラムを選ぶことで、しっかり学べる仕組みになっています。

現役のエンジニアとして働いている人が講師として指導してくれるため、本格的に学びたい人におすすめです。

• テックキャンプ

テックキャンプは日本最大級のプログラミングスクールです。

オリジナルの学習教材を使用した勉強方法で、わからないことは講師に質問してすぐに解決できます。

フリーランスや別業界からの転職を考えている人にとっておすすめのオンラインスクールです。

Javaを習得するとエンジニアとして活躍できる

Javaは世界的にあらゆる開発において使われている言語です。

これは、日本以外でも活躍できる機会があるということです。

また、さまざまなシステムに使われていることで、Javaを用いた開発が多くなるでしょう。

Javaはエンジニアとして活躍するためにかかせない、必要なプログラミング言語といえるでしょう。

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まとめ

今回はJavaについて解説しました。

まとめると、Javaには主に3つの特徴があります。

1. Javaは処理速度が高く、プラットフォームに依存しないため、さまざまな開発に用いられる
2. Javaはオブジェクト指向のプログラミング言語であり、開発に役立つ
3. Javaを書籍やオンラインスクールで学習することで、将来エンジニアとして活躍できる

習得するまでに大変な言語ですが、習得できると色々な開発に役立ちます。

Javaを自分のものにできるよう、勉強し、頑張りましょう。

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