Javaのprotectedを基礎から解説

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エンジニア

Javaのprotectedとはどのようなものなのでしょうか。

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Javaのprotectedはアクセス修飾子といい、クラスとそれに属するフィールド・メソッドのアクセスできる範囲を制御することができます。

Javaのprotectedとは？

Javaのprotectedはアクセス修飾子です。アクセス修飾子はクラスとそれに属するフィールド・メソッドのアクセスできる範囲を制御できます。protectedの他にはpublicとprivateがあります。アクセス修飾子を付けないことも可能です。

それぞれのアクセスできる範囲の広さは以下の通りです。

public ＞ protected ＞ （アクセス修飾子を付けない） ＞ private

この記事ではprotectedを含めたアクセス修飾子について説明します。

publicについて

まず最もアクセス範囲の広いpublicですが、これは無条件にどこからでもアクセスできます。以下のTestClassはどこからでもnewできますし、fieldもmethodも呼び出す上で制限はありません。

public class TestClass {
public int field;
public void method() {
}
}

なおpublicのクラスかインターフェイスは1つのファイルに1つしか記述できません。また拡張子.javaを除くファイル名と同一にする必要があります。

privateについて

privateはそのクラスの中からのみアクセス可能になります。そのためクラスをprivateにすることはできません。privateは継承した子クラスからもアクセスは禁止です。以下のJavaサンプルでは、fieldやmethodにクラスの外からアクセスはできません。

class TestClass {
private int field;

private void method() {
}
}

なお以下のJavaサンプルのようにコンストラクタをprivateにもできます。こうするとこのクラスをnew出来なくなります。

class TestClass {
public static final int HYAKU = 100;

private TestClass() {
}

public static void dispHyaku() {
System.out.println(HYAKU);
}
}

newを出来なくする意図は、このクラスはHYAKUやstaticMethodといった、クラスをnewしなくても使えるstaticなフィールドやメソッドのみからなることを明確にするためです。

修飾子無しについて

修飾子を何もつけない場合、クラスが属するパッケージから自由にアクセスできるものの、その外からはアクセスできなくなります。

package jp.test;

class TestClass {
int field;

void method() {
}
}

このJavaサンプルのTestClassとfiledとmethodは、jp.test内であれば自由にアクセスできますが、その外からは利用できません。

protectedについて

この記事の本題のprotectedについてです。protectedは、同じパッケージ内であれば自由にアクセスできます。そして違うパッケージでも継承した子クラスであればアクセスできます。修飾子無しに「ただし継承関係ならOK」を追加したルールです。なおprivateと同様にクラス自体をprotectedにはできません。

Javaのサンプルで説明しましょう。まずTestClass.javaには以下のように記述されているとします。

package jp.test;

public class TestClass {
protected int field;

protected void method() {
System.out.println(field);
}
}

protectedなら継承すればアクセスできる

そしてMainClass.javaには以下のように記載されています。これはjp.testパッケージの外です。

class SubClass extends jp.test.TestClass {
public void testMethod() {
field = 100;
method();
}
}

public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
SubClass c = new SubClass();
c.testMethod();
}
}

これを実行すると、

100

と表示されます。MainClassからTestClassのfieldやmethodにはアクセスできませんが、TestClassを継承したSubClass内であれば、jp.testパッケージではなくてもアクセスできることがわかります。

protectedのルールの例外

protectedはサブクラスであればパッケージの外でもアクセスできる、としましたが、アクセスできないケースがあります。JavaサンプルのSubClassのtestMethodを以下のように変更してみてください。

class SubClass extends jp.test.TestClass {
public void testMethod() {
jp.test.TestClass c = new jp.test.TestClass();
c.field = 100;
c.method();
}
}

こうするとfieldとmethodのアクセス箇所がエラーになります。protectedはパッケージの外では、子クラスでも自分自身のインスタンスのメンバーでないとアクセスできないということです。

protected staticだった場合は？

もしここまでのJavaサンプルのTestClassのフィールドとメソッドが、以下のようにstaticだったらどうなるのでしょうか？

public class TestClass {
protected static int field;

protected static void method() {
System.out.println(field);
}
}

SubClassは以下のようにします。MainClassはそのままです。

class SubClass extends jp.test.TestClass {
public void testMethod() {
jp.test.TestClass.field = 100;
jp.test.TestClass.method();

jp.test.TestClass c = new jp.test.TestClass();
c.field = 200;
c.method();
}
}

protected staticならアクセス範囲が広がる

上のようにしても今度はエラーになりません。protected staticであれば、自分のインスタンスでなくてもパッケージ外で、サブクラスでアクセスできるのです。実行結果は以下になります。

100
200

ここまで見てきたように、protectedはアクセス可能範囲がわかりにくいと感じる面もあります。外部アクセスは全部OKのpublicや、外部アクセスは全部NGのprivateの方が分かりやすいのも事実なので、protectedは明確な使う理由がある時だけ利用しましょう。

interfaceでprotectedは可能？

クラスでなくインターフェイスでprotectedを使うことは可能なのでしょうか？

public interface TestInterface {
protected int field = 100;

protected void method();
}

結果はフィールドもメソッドもエラーになります。インターフェイスのフィールドは常にpublic static final扱いで、メソッドはpublicかprivateのみです。インターフェイスのprivateメソッドはJava 9から導入されたのですが、インターフェイス同士では継承ができないのでprotectedは除外されたということです。

システム
エンジニア

Javaのprotectedについてよく理解できました。

プロジェクト
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protectedを使用するとエラーになるケースもありますので、使い方をよく把握した上で必要な場合のみ使用しましょう。

Javaのprotectedをよく理解しよう

Javaのprotectedについて解説しましたが、ご理解頂けましたでしょうか。意外と落とし穴もあって、protectedはうかつに使えないと感じたと思います。protectedは利用する意義が明確にあるケースのみで使いましょう。