1-1. 変数とデータ型¶

Javaは静的型付け言語であり、変数の型はコンパイル時に決定されます。データ型はプリミティブ型と参照型の2つに大別されます。

変数の宣言と初期化¶

基本構文¶

// 宣言
int age;

// 宣言と初期化
int age = 30;

// 複数の変数を同時に宣言
int x = 10, y = 20, z = 30;

変数の命名規則¶

キャメルケース: 小文字で始まり、単語の区切りで大文字（例: firstName, totalAmount）
予約語は使用不可（int, class, publicなど）
数字で始めることは不可（1stPlace → NG、firstPlace → OK）
$ と _ は使用可能だが、通常は避ける

プリミティブ型（Primitive Types）¶

Javaには8つのプリミティブ型があります。

型	サイズ	範囲/説明	デフォルト値
`byte`	8bit	-128 ~ 127	0
`short`	16bit	-32,768 ~ 32,767	0
`int`	32bit	-2^31 ~ 2^31-1	0
`long`	64bit	-2^63 ~ 2^63-1	0L
`float`	32bit	IEEE 754 単精度浮動小数点	0.0f
`double`	64bit	IEEE 754 倍精度浮動小数点	0.0d
`char`	16bit	Unicode文字（0 ~ 65,535）	'\u0000'
`boolean`	-	`true` または `false`	false

整数型¶

int count = 100;
long population = 7_000_000_000L;  // アンダースコアで桁区切り（Java 7以降）
byte small = 127;
short medium = 32000;

注意点: - long型リテラルには L を付ける（小文字の l は避ける、1と紛らわしいため） - デフォルトの整数リテラルは int

浮動小数点型¶

double price = 19.99;
float pi = 3.14f;  // float型には `f` を付ける

注意点: - デフォルトの浮動小数点リテラルは double - 金融計算では double や float は避け、BigDecimal を使用（精度の問題）

文字型¶

char letter = 'A';
char unicode = '\u0041';  // Unicodeエスケープ（'A'と同じ）

真偽値型¶

boolean isActive = true;
boolean hasError = false;

注意点: - 他の言語と異なり、0 や null は false とは扱われない - 条件式では必ず boolean 型が必要

参照型（Reference Types）¶

プリミティブ型以外はすべて参照型です。

主な参照型¶

クラス: String, Integer, Scannerなど
配列: int[], String[]など
インターフェース: List, Mapなど
列挙型（enum）: 後述

String（文字列）¶

String name = "Alice";
String message = "Hello, World!";

// 文字列の連結
String greeting = "Hello, " + name;

// 複数行文字列（Java 15以降のテキストブロック）
String multiline = """
    This is a
    multi-line
    string.
    """;

Stringの特徴: - イミュータブル（不変）: 一度作成すると変更不可 - 文字列リテラルは文字列プールで管理される

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
System.out.println(s1 == s2);  // true（同じオブジェクトを参照）

String s3 = new String("Hello");
System.out.println(s1 == s3);  // false（異なるオブジェクト）
System.out.println(s1.equals(s3));  // true（内容が同じ）

重要: 文字列の比較は .equals() を使用（== は参照の比較）

型変換（キャスト）¶

暗黙的な型変換（ワイドニング）¶

小さい型から大きい型への変換は自動的に行われます。

int i = 100;
long l = i;  // int → long（自動変換）

float f = l;  // long → float（自動変換）

変換順序:

byte → short → int → long → float → double
       char  →

なぜfloatはlongより大きい？

floatは32bitですがlongは64bitです。しかし、floatは浮動小数点表現のため、より大きな数値範囲を扱えます。そのため、long → float の変換は暗黙的に可能です。ただし、精度は失われる可能性があります。

明示的な型変換（ナローイング）¶

大きい型から小さい型への変換は明示的にキャストが必要です。

double d = 9.99;
int i = (int) d;  // 9（小数点以下切り捨て）

long l = 100L;
int x = (int) l;

// オーバーフロー注意
int bigNumber = 130;
byte b = (byte) bigNumber;  // -126（オーバーフロー）

文字列との変換¶

// プリミティブ → String
int num = 123;
String str1 = String.valueOf(num);
String str2 = Integer.toString(num);
String str3 = "" + num;  // 簡易的な方法（非推奨、可読性が低い）

// String → プリミティブ
String str = "456";
int parsed = Integer.parseInt(str);
double d = Double.parseDouble("3.14");

// 例外処理を伴う変換（実践的）
try {
    String input = "abc";
    int value = Integer.parseInt(input);
} catch (NumberFormatException e) {
    System.out.println("数値に変換できません: " + e.getMessage());
}

ラッパークラス（Wrapper Classes）¶

各プリミティブ型には対応する参照型（ラッパークラス）があります。

プリミティブ型	ラッパークラス
`byte`	`Byte`
`short`	`Short`
`int`	`Integer`
`long`	`Long`
`float`	`Float`
`double`	`Double`
`char`	`Character`
`boolean`	`Boolean`

オートボクシング / アンボクシング¶

Java 5以降、プリミティブ型とラッパークラスの相互変換が自動的に行われます。

// オートボクシング（プリミティブ → ラッパー）
Integer obj = 100;  // 自動的に Integer.valueOf(100) が呼ばれる

// アンボクシング（ラッパー → プリミティブ）
int num = obj;  // 自動的に obj.intValue() が呼ばれる

// コレクションではラッパークラスを使用
List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(10);  // オートボクシング
int first = numbers.get(0);  // アンボクシング

注意点: - null のアンボクシングは NullPointerException を引き起こす

Integer obj = null;
int num = obj;  // NullPointerException

定数（final）¶

final キーワードで定数を宣言します。

final int MAX_USERS = 100;
final double PI = 3.14159;

// クラスレベルの定数
public static final String APP_NAME = "MyApp";

命名規則: 定数は大文字とアンダースコアで記述（MAX_VALUE, DEFAULT_SIZE）

var（ローカル変数型推論）¶

Java 10以降、var キーワードで型推論が可能です。

var name = "Alice";  // String型と推論
var count = 10;      // int型と推論
var price = 19.99;   // double型と推論

// コレクションでも便利
var list = new ArrayList<String>();
var map = new HashMap<String, Integer>();

制約: - ローカル変数のみ（フィールドやメソッド引数には使用不可） - 初期化が必須 - null での初期化は不可

var x;  // エラー: 初期化が必要
var y = null;  // エラー: 型が推論できない

練習問題¶

問題1: 温度変換プログラム¶

摂氏から華氏に変換するプログラムを作成してください。

public class TemperatureConverter {
    public static void main(String[] args) {
        double celsius = 25.0;
        // ここに変換処理を実装
        // 公式: F = C × 9/5 + 32
    }
}

解答例

public class TemperatureConverter {
    public static void main(String[] args) {
        double celsius = 25.0;
        double fahrenheit = celsius * 9.0 / 5.0 + 32.0;
        System.out.println(celsius + "°C = " + fahrenheit + "°F");
        // 出力: 25.0°C = 77.0°F
    }
}

問題2: 円の面積と円周¶

半径を入力として、円の面積と円周を計算するプログラムを作成してください。

public class Circle {
    public static void main(String[] args) {
        double radius = 5.0;
        // ここに計算処理を実装
        // 面積: π × r²
        // 円周: 2 × π × r
    }
}

解答例

public class Circle {
    public static void main(String[] args) {
        double radius = 5.0;
        double area = Math.PI * radius * radius;
        double circumference = 2 * Math.PI * radius;

        System.out.println("半径: " + radius);
        System.out.println("面積: " + area);
        System.out.println("円周: " + circumference);
    }
}

問題3: 型変換¶

int, double, Stringの相互変換を練習してください。

解答例

public class TypeConversion {
    public static void main(String[] args) {
        // String → int → double → String
        String str = "123";
        int num = Integer.parseInt(str);
        double d = (double) num;
        String result = String.valueOf(d);

        System.out.println("String: " + str);
        System.out.println("int: " + num);
        System.out.println("double: " + d);
        System.out.println("String: " + result);
    }
}

よくある落とし穴¶

1. 整数除算の罠¶

int a = 5;
int b = 2;
double result = a / b;  // 2.0（期待値: 2.5）

// 正しい方法
double result = (double) a / b;  // 2.5

2. 浮動小数点の誤差¶

double a = 0.1 + 0.2;
System.out.println(a);  // 0.30000000000000004

// 金融計算にはBigDecimalを使用

3. 文字列比較の間違い¶

String s1 = new String("Hello");
String s2 = new String("Hello");
System.out.println(s1 == s2);  // false（間違い）
System.out.println(s1.equals(s2));  // true（正しい）

まとめ¶

Javaは静的型付け言語
プリミティブ型: 8種類（int, double, booleanなど）
参照型: クラス、配列、インターフェース
String: イミュータブルな文字列、比較は .equals() を使用
ラッパークラス: プリミティブ型の参照型版、オートボクシング/アンボクシング
final: 定数の宣言
var: ローカル変数の型推論（Java 10以降）

次のセクションでは、演算子について学びます。