Day 1: Javaの世界へようこそ

今日学ぶこと

• Javaとは何か
• 開発環境のセットアップ
• 最初のプログラム（Hello World）
• プログラムの構造
• コメントの書き方

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Javaとは

Javaは1995年にSun Microsystems（現Oracle）が開発したオブジェクト指向プログラミング言語です。「Write Once, Run Anywhere（一度書けば、どこでも動く）」をコンセプトに設計されました。

flowchart LR
    subgraph Java["Javaの特徴"]
        OOP["オブジェクト指向"]
        Platform["プラットフォーム非依存"]
        GC["自動メモリ管理"]
        Typed["静的型付け"]
    end
    style OOP fill:#3b82f6,color:#fff
    style Platform fill:#22c55e,color:#fff
    style GC fill:#f59e0b,color:#fff
    style Typed fill:#8b5cf6,color:#fff

Javaの仕組み

Javaのソースコードは、直接マシンコードに変換されるのではなく、バイトコードという中間形式にコンパイルされます。このバイトコードを**JVM（Java Virtual Machine）**が実行します。

flowchart LR
    Source[".javaファイル<br>ソースコード"] -->|"javac<br>コンパイル"| Bytecode[".classファイル<br>バイトコード"]
    Bytecode -->|"java<br>実行"| JVM["JVM<br>Java仮想マシン"]
    JVM --> OS["OS<br>Windows / macOS / Linux"]
    style Source fill:#3b82f6,color:#fff
    style Bytecode fill:#8b5cf6,color:#fff
    style JVM fill:#22c55e,color:#fff
    style OS fill:#f59e0b,color:#fff

用語	説明
JDK	Java Development Kit。開発に必要なツール一式
JRE	Java Runtime Environment。実行環境
JVM	Java Virtual Machine。バイトコードを実行する仮想マシン
javac	Javaコンパイラ
java	Java実行コマンド

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開発環境のセットアップ

JDKのインストール

最新のLTS（Long Term Support）バージョンをインストールします。

# macOS（Homebrew）
brew install openjdk@21

# Ubuntu / Debian
sudo apt install openjdk-21-jdk

# Windows（winget）
winget install EclipseAdoptium.Temurin.21.JDK

バージョン確認

java --version
javac --version

出力例：

openjdk 21.0.2 2024-01-16
OpenJDK Runtime Environment (build 21.0.2+13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 21.0.2+13, mixed mode)

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最初のプログラム

Hello World

HelloWorld.java というファイルを作成します。

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

コンパイルと実行

# コンパイル
javac HelloWorld.java

# 実行
java HelloWorld

出力：

Hello, World!

重要: ファイル名はクラス名と完全に一致する必要があります。HelloWorld クラスなら HelloWorld.java です。

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プログラムの構造

// 1. クラス宣言
public class HelloWorld {

    // 2. mainメソッド（エントリーポイント）
    public static void main(String[] args) {

        // 3. 文（ステートメント）
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

flowchart TB
    subgraph Structure["Javaプログラムの構造"]
        Class["クラス<br>public class MyApp"]
        Method["mainメソッド<br>public static void main(String[] args)"]
        Statement["文（ステートメント）<br>System.out.println(...)"]
    end
    Class --> Method --> Statement
    style Class fill:#3b82f6,color:#fff
    style Method fill:#22c55e,color:#fff
    style Statement fill:#f59e0b,color:#fff

要素	説明
public	アクセス修飾子（どこからでもアクセス可能）
class	クラスの宣言
static	インスタンスなしで呼び出せる
void	戻り値がない
main	プログラムのエントリーポイント
String[] args	コマンドライン引数

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出力メソッド

public class OutputDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 改行あり
        System.out.println("Hello");
        System.out.println("World");

        // 改行なし
        System.out.print("Hello ");
        System.out.print("World");
        System.out.println(); // 改行だけ

        // フォーマット出力
        String name = "Java";
        int version = 21;
        System.out.printf("Welcome to %s %d!%n", name, version);
    }
}

メソッド	改行	用途
println()	あり	通常の出力
print()	なし	連続出力
printf()	なし	フォーマット付き出力

printfのフォーマット指定子

指定子	型	例
%s	文字列	"Hello"
%d	整数	42
%f	浮動小数点	3.14
%.2f	小数点2桁	3.14
%n	改行	-

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コメント

public class CommentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1行コメント

        /*
         * 複数行コメント
         * 2行目
         */

        /**
         * Javadocコメント
         * ドキュメント生成に使われる
         * @param args コマンドライン引数
         */

        System.out.println("コメントのデモ");
    }
}

コメント	構文	用途
1行コメント	// ...	簡単な説明
複数行コメント	/* ... */	長い説明
Javadoc	/** ... */	APIドキュメント

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Java 21+の便利な機能

JShell（対話型実行環境）

$ jshell
|  JShellへようこそ -- バージョン21
jshell> System.out.println("Hello!")
Hello!

jshell> 2 + 3
$1 ==> 5

jshell> /exit

おすすめ: jshellを使えば、ファイルを作らずにJavaのコードを試せます。学習中に非常に便利です。

ソースファイルの直接実行（Java 11+）

# コンパイルなしで直接実行
java HelloWorld.java

Java 11以降では、単一ソースファイルをjavacなしで直接実行できます。

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実践: 自己紹介プログラム

public class SelfIntroduction {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "太郎";
        int age = 25;
        String hobby = "プログラミング";

        System.out.println("=== 自己紹介 ===");
        System.out.printf("名前: %s%n", name);
        System.out.printf("年齢: %d歳%n", age);
        System.out.printf("趣味: %s%n", hobby);
        System.out.println("================");
    }
}

出力：

=== 自己紹介 ===
名前: 太郎
年齢: 25歳
趣味: プログラミング
================

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まとめ

概念	説明
Java	プラットフォーム非依存のオブジェクト指向言語
JDK	開発ツールキット（コンパイラ含む）
JVM	バイトコードを実行する仮想マシン
javac	ソースコードをコンパイル
java	プログラムを実行
main メソッド	プログラムのエントリーポイント
System.out.println()	コンソール出力

重要ポイント

1. Javaはコンパイル言語（ソース→バイトコード→JVM実行）
2. ファイル名はクラス名と一致させる
3. mainメソッドがプログラムの入口
4. jshellで対話的にコードを試せる

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練習問題

問題1: 基本

自分の名前、年齢、好きな食べ物を表示するプログラムを作成してください。

問題2: 応用

printfを使って、商品名と価格を「商品名: ¥1,000」のようにフォーマットして表示するプログラムを作成してください。

チャレンジ問題

コマンドライン引数（args）を使って、java Greeting 太郎 と実行すると「こんにちは、太郎さん！」と表示されるプログラムを作成してください。

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参考リンク

• Oracle - Java Documentation
• OpenJDK
• JShell User's Guide

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次回予告: Day 2では「変数とデータ型」について学びます。Javaの型システムを理解しましょう。