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。

前提条件: Java入門 #4 - クラスとオブジェクト、Java入門 #6 - メソッド を読んでいること。クラス・フィールド・メソッドの理解が必要です。

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
    }
}

まとめ

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。

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