【Java】インターフェースとは？その目的やメリットの解説

どうも、とがみんです。
オブジェクト指向プログラミングには、インターフェイス(interface)という概念があり、Javaにおいてもインターフェイスの概念が用いられます。

この記事では、Javaにおける「インターフェース(interface)」の概念、実装方法や、そのメリットをプログラムと共に紹介していきます。

Contents

インターフェースとは？
インターフェースの実装
- インターフェースを実装しない場合
- インターフェースを実装した場合
インターフェース実装のメリット
- クラス間の依存性を排除でき、プログラムの変更に強くなる
まとめ
参考文献等

インターフェースとは？

そもそも「インターフェイス(interface)」とは、日本語に直すと「境界」という意味があり、USBポートのように、コンピューターと、マウス、キーボードを繋ぐ周辺機器の接続部分であったり、

PCやスマホのユーザーインターフェースといった、ユーザーとデバイスの接点を表すときによく「インターフェース」という言葉が用いられます。

プログラミングにおいては、ソースコードがある規模以上になると、機能ごとにプログラムを分割して管理していくことで、ソースコードが複雑化することを防いでいきますが、

その際の、分割したソースコードと、メインとなるプログラムの境界、接続部分のことをインターフェースと言います。

次に、プログラムいおいて、インターフェースとはどういうものなのか、どのようにインターフェースを実装するのか、また、実装することによって、どのようなメリットがえられるのかについてまとめていきます。

インターフェースの実装

インターフェースの実装方法と、インターフェースによるメリットを考えていくにあたって、

以下にインターフェースを実装しない場合のプログラムと、インターフェースを実装したプログラムを載せています。

それらを比較し、インターフェースについて考えていきます。

インターフェースを実装しない場合

インターフェースを実装しない場合のプログラムについてです。

PCクラス

public class PC {
 	//Mouseクラスのインスタンスのみ設定可能
 	private Mouse device = new Mouse();
 	
 	public void action(){
 		device.action();
 	}
 }

public class PC {

//Mouseクラスのインスタンスのみ設定可能

private Mouse device = new Mouse();

public void action(){

device.action();

}

周辺機器のクラス

public class Mouse {
  	public void action(){
  		System.out.println("クリックします");
    	}
  }
  public class Printer {
  	public void action(){
  		System.out.println("印刷します");
      }
  }

public class Mouse {

public void action(){

System.out.println("クリックします");

}

public class Printer {

public void action(){

System.out.println("印刷します");

}

上記のプログラムのイメージ図は以下のような感じです。

上記のコードだと、PCには、マウスしか接続できない「マウス専用ポート」しか用意されておらず、プリンターは接続できません。

また、もしMouseクラスが削除されてしまった場合、PCクラスにはMaouseクラスのコードが書かれているため、影響が出てしまします。

インターフェースを実装した場合

USBインターフェースを実装した場合のプログラムを以下にまとめています。

PCクラス

public class PC{
 	//USBインターフェースを実装(implement)しているクラスであれば、自由に付け替え可能。
 	public USB device = new Mouse();//new Printer();も可
 	
 	public action(){
 		device.action();
 	}
  }

public class PC{

//USBインターフェースを実装(implement)しているクラスであれば、自由に付け替え可能。

public USB device = new Mouse();//new Printer();も可

public action(){

device.action();

}

PCクラスには、一つのUSB型のdevice変数を定義しています。この変数には、USBインターフェースを実装(implements)したクラスであれば、すべて接続することができます。

USBインターフェース

public interface USB{
 	void action();
 }

public interface USB{

void action();

}

USBインターフェースは上記のように定義します。

インターフェースに定義するメソッドは、具体的な処理は書かず、メソッドの型のみを宣言する。具体的な処理内容は、このインターフェースを実装したクラスに記述します。

USBインターフェースを実装した周辺機器クラス

public class Mouse implements USB{
 	@Override
 	public void action(){
 		System.out.println("クリックします");
   	}
 }
 public class Printer implements USB{
 	@Override
 	public void action(){
 		System.out.println("印刷します");
     }
 }