Javaのコンストラクタとは？基本から実践まで徹底解説

// 「車」という設計図（クラス）
class Car {
    String color; // 色
    int speed;    // 速度

    // これがコンストラクタ！
    // オブジェクトが作られるときに色と速度を設定する
    Car(String c, int s) {
        color = c;
        speed = s;
        System.out.println("色：" + color + "、速度：" + speed + "の車が作られました。");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // new Car(...)でコンストラクタが呼び出され、オブジェクトが生成される
        Car myCar = new Car("赤", 60);
        Car yourCar = new Car("青", 0);
    }
}

修飾子 クラス名(引数リスト) {
    // オブジェクトの初期化処理
}

class Book {
    String title;

    // 引数なしコンストラクタ
    Book() {
        this.title = "タイトル未設定";
        System.out.println("本が作られました。");
    }
}

class Book {
    String title;

    // 引数ありコンストラクタ
    Book(String title) {
        this.title = title; // 引数で受け取った値で初期化
        System.out.println("「" + title + "」というタイトルの本が作られました。");
    }
}

// コンストラクタを何も書いていない
class Pen {
    String color;
}

// 内部的には、コンパイラが以下を追加してくれる
// Pen() {
// }

class Pen {
    String color;

    // 引数ありコンストラクタを定義
    Pen(String color) {
        this.color = color;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // OK: 引数ありコンストラクタを呼び出す
        Pen redPen = new Pen("赤");

        // エラー！: 引数なしコンストラクタはもう存在しない
        // Pen bluePen = new Pen();
    }
}

// フィールドを宣言するだけでコンストラクタが自動生成される
record Point(int x, int y) {
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Point p = new Point(3, 5); // 自動生成されたコンストラクタが呼ばれる
        System.out.println(p.x() + ", " + p.y());
    }
}

record Point(int x, int y) {
    // コンパクトコンストラクタ：引数リストを省略して書ける
    Point {
        if (x < 0 || y < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("座標は0以上にしてください。");
        }
    }
}

enum Season {
    SPRING(15), SUMMER(28), AUTUMN(18), WINTER(5);

    private final int averageTemp;

    // enumのコンストラクタ
    Season(int averageTemp) {
        this.averageTemp = averageTemp;
    }

    int getAverageTemp() {
        return this.averageTemp;
    }
}

class Member {
    long id;
    String name;
    int age;

    // 1. IDだけで初期化するコンストラクタ
    Member(long id) {
        this.id = id;
        this.name = "（ゲスト）"; // 名前はデフォルト値
        this.age = -1;         // 年齢は無効な値
    }

    // 2. IDと名前で初期化するコンストラクタ
    Member(long id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = -1;
    }

    // 3. ID、名前、年齢で初期化するコンストラクタ
    Member(long id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    void printInfo() {
        System.out.println("ID: " + id + ", 名前: " + name + ", 年齢: " + age);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Member(long) が呼び出される
        Member guest = new Member(101);
        guest.printInfo(); // -> ID: 101, 名前: （ゲスト）, 年齢: -1

        // Member(long, String) が呼び出される
        Member user1 = new Member(205, "田中");
        user1.printInfo(); // -> ID: 205, 名前: 田中, 年齢: -1

        // Member(long, String, int) が呼び出される
        Member user2 = new Member(315, "鈴木", 25);
        user2.printInfo(); // -> ID: 315, 名前: 鈴木, 年齢: 25
    }
}

class Member {
    long id;
    String name;
    int age;

    // 3. メインとなるコンストラクタ（処理を集約）
    Member(long id, String name, int age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("3つの引数を持つコンストラクタが動きました。");
    }

    // 2. IDと名前で初期化するコンストラクタ
    Member(long id, String name) {
        // this(...)で、3つの引数を持つコンストラクタを呼び出す
        this(id, name, -1); // 年齢にデフォルト値を渡す
    }

    // 1. IDだけで初期化するコンストラクタ
    Member(long id) {
        // this(...)で、2つの引数を持つコンストラクタを呼び出す
        this(id, "（ゲスト）");
    }
}

// コンストラクタがない場合のコード
Product pc = new Product();
pc.setName("ノートPC");
pc.setPrice(150000); // もしこの行を忘れたら？
pc.setCategory("家電");

class Parent {
    Parent() {
        System.out.println("親クラスのコンストラクタが呼ばれました。");
    }
}

class Child extends Parent {
    Child() {
        // コンパイラがここに super(); を自動で追加する
        System.out.println("子クラスのコンストラクタが呼ばれました。");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Child();
        // 実行結果：
        // 親クラスのコンストラクタが呼ばれました。
        // 子クラスのコンストラクタが呼ばれました。
    }
}

class Parent {
    String name;

    // 引数ありコンストラクタしかない
    Parent(String name) {
        this.name = name;
    }
}

class Child extends Parent {
    // エラー！
    // 親クラスのParent(String)を呼び出す super(name) を明示的に書く必要がある
    Child() {
        // 暗黙的なsuper()呼び出しが失敗する
    }
}

public class MathUtils {
    // インスタンス化させたくないのでコンストラクタをprivateにする
    private MathUtils() {
    }

    public static int square(int n) {
        return n * n;
    }
}

// MathUtils utils = new MathUtils(); // コンパイルエラー
int result = MathUtils.square(5); // OK: staticメソッドはインスタンス不要で呼べる

public class User {
    private final long id;      // ID (変更不可)
    private final String name;    // 名前 (変更不可)
    private String email;   // メールアドレス (変更可能)

    /**
     * Userオブジェクトを生成するためのコンストラクタ
     * @param id ユーザーID
     * @param name ユーザー名
     */
    public User(long id, String name) {
        // 値が不正でないかチェックする（ガード節）
        if (id <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("IDは正の数でなければなりません。");
        }
        if (name == null || name.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("名前は空にできません。");
        }

        this.id = id;
        this.name = name;
        this.email = "未設定"; // emailは任意なのでデフォルト値を設定
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }

    public void printProfile() {
        System.out.println("--- ユーザー情報 ---");
        System.out.println("ID: " + this.id);
        System.out.println("名前: " + this.name);
        System.out.println("Email: " + this.email);
        System.out.println("--------------------");
    }
}

public class Item {
    private final int id;
    private final String name;
    private final int price;
    private String description;

    /**
     * 全ての情報を指定して初期化するメインのコンストラクタ
     */
    public Item(int id, String name, int price, String description) {
        if (id <= 0 || name == null || name.isEmpty() || price < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("必須項目が不正です。");
        }
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.description = description;
    }

    /**
     * 必須項目だけで初期化するコンストラクタ
     * 商品説明はデフォルト値「説明なし」が入る
     */
    public Item(int id, String name, int price) {
        // this()を使ってメインのコンストラクタを呼び出す
        this(id, name, price, "説明なし");
    }

    public void display() {
        System.out.println(String.format("[%d] %s : %,d円", id, name, price));
        System.out.println("  " + description);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 必須項目だけでオブジェクトを生成
        Item book = new Item(1001, "Java入門", 3000);

        // 全ての情報を指定してオブジェクトを生成
        Item pc = new Item(2005, "高性能ノートPC", 250000, "最新CPU搭載モデルです。");

        book.display();
        System.out.println();
        pc.display();
    }
}