Eclipse(エクリプス) を体験する、Java で始めるプログラミング

java Java
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きょうは Java で始めるプログラミングを学ぶ3回目です。

JAVA は日本で一番人気のあるプログラムです。が、プログラムを入力、変換して実行するまでの作成手順って半端ないです。

それでも注目され、Web やスマホの世界でも活躍し変数や演算子と呼ばれる Java の基本的な仕組みは多くのプログラミング言語にも採用されています。

Java はオブジェクト指向で有名です。そして実用的なプログラムを作るための機能についても、パソコンだけでなくスマホでの実践的活用についても覗いてみたいと思います。

きょうはあなたと、 Java のさまざまな開発の一端を学習したいと思います。

今や ChatGPT でプログラム作成までできてしまう時代になりました。プログラミングをとことんやらなくて良かったのか?悪かったのかわからず考え込んでいます。そこそこ年とっている三重県津市在住者です。

1.Java の Web アプリケーション

Web アプリケーション
Web アプリケーション
taka
taka

オブジェクトってなんだろう?

文字列を入力するためのテキストボックス、操作を選択するメニューバー、動作を確定するためのボタン、これらはすべてオブジェクトです。アプリから情報を取得する機能を提供するのも、受け渡しのデータもオブジェクトです。

Java はどこで使われているかというと、企業の業務を動かすためのシステム開発です。銀行でお金を振り込む、宅配便で商品を送るといったとき、情報を管理するプログラムが動きます。

また、Web ブラウザからアクセスするような、インターネット上のサービスの構築など、検索サイトや SNS 、買い物サイトなどインターネットでは様々な Java プログラミングが動いています。

Web アプリケーションの本体はパソコンやスマホなどなどの手元の端末ではなく、インターネット上の Web サーバーの上で動作します。ユーザーはブラウザを使ってそれらの Web サーバーを使ってそれら Web サーバー上のアプリケーション機能を利用します。

Java は仮想マシンと呼ばれるソフトの上で動作します。

プログラマーによって書かれたコードを、それぞれのプラットフォームが理解できる言語(マシン語)に変換してから実行します。これをコンパイルといいます。最初に作成したプログラムのことです。マシン語はそれぞれプラットフォームで異なるので他の環境で実行できません。

Java 仮想マシンが解釈できる形式が Javaバイトコードです。このコードがそれぞれのプラットフォームの上で動くわけです。だからそれぞれのプラットフォームに応じて実行できるファイルを用意しなくても仮想マシンが応用してくれるのです。

バイトコードと呼ぶのは、一つ当たり1バイトで収まる設計だからです。

1.Java には「SE」「EE」「ME」がある

taka
taka

どうちがうの?

SE は基本的なもの、EE は SE の上で動作する企業向け、ME はスマホ・家電などの限られた環境を想定したものです。

Java の開発ツールにはバイトコードを動作させるプログラムが含まれています。実行するのは、JDK に含まれるインタプリタというプログラムです。クラスファイルを読み込んで実行します。

Java を知識として習得するには、プログラム言語 Java を学ぶほか Spring Boot のような Web 開発の言語や、他にも開発環境やテスト、バージョン管理システム Git などさまざまな知識が必要となります。

2.Javaを学ぶ手順に従って進めます

  1. Javaの基本概念を学ぶ: Javaの基本的な概念や特徴を理解することから始めましょう。変数、データ型、制御構造(条件分岐やループ)、クラス、オブジェクト指向プログラミングの基礎などについて学びます。
  2. 学習リソースを見つける: Javaの学習リソースは豊富にあります。オンラインのチュートリアル、ウェブサイト、書籍、動画チュートリアルなど、自分に合った方法で学習できるものを見つけましょう。Oracleの公式JavaドキュメントやJavaの学習サイト(例:JavaTpoint、Java Code Geeks)は良い出発点です。
  3. Java開発環境をセットアップする: Javaを学ぶためには、Java開発キット(JDK)と統合開発環境(IDE)が必要です。JDKはJavaプログラムをコンパイルして実行するためのツールを提供し、IDEはプログラムの開発を支援する環境です。有名なIDEとしてはEclipse、IntelliJ IDEA、NetBeansなどがあります。
  4. サンプルコードを読んで実行する: Javaの学習では、サンプルコードを読んで理解し、実際に実行して動作を確認することが重要です。基本的な構文や概念を実際のコードで試してみましょう。
  5. プロジェクトを作成して実践する: 学んだ知識を実践するために、自分のプロジェクトを作成してみましょう。例えば、簡単なコンソールアプリケーションやウェブアプリケーションを作成するなど、興味や目標に合わせたプロジェクトを選びましょう。

コミュニティに参加する: Javaの学習をサポートしてくれるコミュニティに参加します。オンラインフォーラムやソーシャルメディアのグループ、開発者コミュニティなどがあります。他の開発者との交流や質問に対する回答を通じて、より深い理解を得ることができます。

  1. Javaの基礎を学ぶ
    • Javaの基本構文やデータ型、変数、制御構造などの基本的な概念を理解します。
    • Javaの公式ドキュメントやオンラインのチュートリアル、教科書などを利用して基礎知識を学習します。
  2. 開発環境をセットアップする
    • Javaを実行するための開発環境をセットアップします。一般的にはJava Development Kit(JDK)と統合開発環境(IDE)が必要です。
    • JDKは公式のOracleのウェブサイトからダウンロードできます。IDEとしてはEclipseやIntelliJ IDEAなどが人気です。
  3. 実践的なプログラミングを行う
    • 学んだ基礎知識を活用して、実際にJavaプログラムを書いてみます。
    • 小さなプログラムから始めて徐々に複雑なものに挑戦していくと良いです。例えば、文字列の操作や数値計算、制御フローの処理などを行うプログラムを作成してみます。
  4. オブジェクト指向プログラミング(OOP)を学ぶ
    • Javaはオブジェクト指向プログラミング言語ですので、OOPの基礎を学ぶことが重要です。
    • クラス、オブジェクト、継承、ポリモーフィズムなどの概念を学んで、JavaでのOOPの特徴を理解しましょう。
  5. ライブラリやフレームワークを学ぶ
    • Javaには豊富なライブラリやフレームワークが存在します。例えば、Spring FrameworkやHibernateなどが有名です。
    • 実際のプロジェクトで使用される可能性の高いライブラリやフレームワークについて学び、利用方法を習得しましょう。
  6. コミュニティやオンラインリソースを活用する
    • Javaの学習には、オンラインのコミュニティやリソースが非常に役立ちます。
    • Javaの公式ドキュメント、Stack Overflow、GitHubのオープンソースプロジェクトなどを活用して、他の開発者と交流し、問題解決の方法を学びましょう。

基礎的なJavaプログラミングのスキルを習得するステップです。継続的な実践とプロジェクトへの取り組みを通じて、より高度なJavaの機能やパターンを学んでいきましょう。

先は長いけど、ジックリ取り組んでいけばその先に光が見えるってことね。

2.Eclipse Pleiades のインストール & ダウンロード

エクリプス
エクリプス
taka
taka

実は、JDK まで含めた Eclipse の日本語版、Pleiades(プレアデス)というソフトがあります。

1.Eclipse(Pleiades)をダウンロード

次の URL からダウンロードできます。ダウンロードの仕方は

リリース画面が表示されたら、ダウンロードするパッケージを選択します。「Java」「Windows 64bit」「Full Editon」が交差する「Download」をクリックします。

2.パッケージを解凍する

ダウンロードした Plaiades をフォルダに展開します。

3.Eclipse を起動

Eclipse は Pleiades を展開した/pleiades フォルダの下、/eclipse フォルダから eclipse.exe をダブルクリックすると起動します。

これからよく利用するので、ショートカットをタスクバーに登録しておきます。eclipse.exe を右クリックして、表示されたコンテキストメニューから「タスクバーにピン止めする」を選びます。Eclipse のアイコンがタスクバーに登録され、今後はここから直接に起動できます。

タスクバーにピン止め
タスクバーにピン止め

「Eclipse IDE ランチャー」ダイアログボックスが表示され、ワークスペースの保存先を聞かれます。ワークスペースとは、作成したコードを保存するための作業用フォルダのことです。

ワークスペースとしてのディレクトリ選択
ワークスペースとしてのディレクトリ選択

既定の通り利用します。「起動」ボタンをクリックします。

Eclipse の初期画面
Eclipse の初期画面

4.Eclipse の基本的な画面構成と役割

Eclipse の画面構成
Eclipse の画面構成

パッケージエクスプローラー

ファイルを開きたい、新規フォルダ/ファイルを作成したい、削除したいなど、すべてここから操作します。ファイルを管理します。Eclipse では、開発に必要なファイル類を《プロジェクト》と呼ばれる形で管理しています。《プロジェクトエクスプローラー》は、このプロジェクトで使用するファイルなどを管理します。

《パッケージエクスプローラー》はそれらに加えて Java のパッケージと呼ばれるなどの管理までを行えるようにしたものです。

アウトライン

エディター上で編集しているファイルの階層構造を表示します。それぞれの関係をツリー構造で表示してくれます。リアルタイムで更新され、ツリーをクリックすると対応する位置にカーソルが移動します。ソースコード類を編集するとき、そのコードを解析し、構造を表示するためのものです。

コードエディター

ここは、各種ファイル類を開いて編集するためのエディター区画です。各種のソースコード類を開いてここで編集します。(初期状態では何も表示されません)

ソースコードや設定ファイルを編集するために構文を色分け表示したり、コードを自働的に補完してくれる機能、コードを間違えたら修正候補を表示してくれる機能があります。メニューバーのソースメニューも利用すれば、定型的なコードを自動生成できます。

コンソールエディター

ここには「マーカー」「プロパティ」のように、いくつものタブが並んで表示されます。

これがEclipse の基本的な画面構成と役割なのね。

3.Java プログラミングの基本

作成するサンプルの実行結果
作成するサンプルの実行結果
taka
taka

年、月日、時間が表示されます。

作成するのは、現在の日付を表示するだけの簡単なアプリです。しかし、たったこれだけのものを作るのに何と手間がかかるものだろう? とは思いますが、毎日日付を入力するわずらわしさを考えれば便利かも?

どんどん学習が進むにつれて、その素晴らしさが垣間見えるのを期待します。

1.新規のプロジェクトを作成する

Eclipse でアプリを作成するには、まずプロジェクトを作成する必要があります。プロジェクトとは”アプリの器”のようなものです。

プロジェクト名は「pckatada」、実行環境は「JavaSE-11」とします。完了ボタンをクリックすると、モジュール名がプロジェクト名と同じ「pckatada」となっていることをかくにんして「作成」ボタンをクリックします。

新規 Java プロジェクト
新規 Java プロジェクト
Java プロジェクト
Java プロジェクト
  1. プロジェクトの作成は《ファイル》→《新規》→《プロジェクト》メニューを選びます。
  2. 画面に「ウィザードを選択」というウィンドウが表示されます。Java
    のプログラムを開発する場合は、左側の一覧から《Jav
    プロジェクト》を選びます。選択したら《次へ》をクリックします。
  3. 新規 Java プロジェクトを作成するウィザードに進みます。
JAVA プロジェクト
JAVA プロジェクト

クラスライブラリーはいわば図書館です。部品とその機能が図書館のように蓄積されているからです。クラスライブラリーには膨大な数のクラスが存在します。それで各クラスは「パッケージ」という概念で整理されているわけです。

パッケージを作成するには「src」フォルダを右クリックして、表示されたコンテキストメニューから「新規」→「パッケージ」を選択します。

Java パッケージ
Java パッケージ

「新規Java パッケージ」が表示されたら、「名前欄」にここでは「pckatada」を入力し「完了」ボタンを押します。

新規 Java クラス

2.プロジェクト名

作成するプロジェクトの名前です。ここでは《Hello》と入力しておきます。

3.デフォルト・ロケーションを使用

プロジェクトをどこに保管するかを指定します。チェックを ON
にしておくと、起動時に選択したワークスペースのフォルダ内に保存します。

4.JRE

通常は《実行環境 JDE の使用》を選び、《Java SE-11》を選びます。

・プロジェクト・レイアウト

プロジェクト内のフォルダ構成です。《ソース及びクラス・ファイルのフォルダを個別に作成》を選ぶと、プロジェクトのフォルダ内にソースコードファイルと完成したプログラム・ファイルを保存するするためのフォルダを用意します。通常はこちらを選びます。

5.ワーキング・セット

特定のプロジェクトだけをピックアップするためのもので、通常は《OFF》にします。

JAVA 新たなオブジェクトが作成された
JAVA 新たなオブジェクトが作成された

6.プロジェクトの内容を確認する

プロジェクトの内容
プロジェクトの内容

7.パッケージを作成する

新規 Java パッケージ
新規 Java パッケージ

パッケージを作成するには、/src フォルダをフォルダをクリックし、表示されたコンテキストメニューから「新規」→「パッケージ」を選びます。

「名前」欄に「to.msn.wings.selflean.chap01」と入力します。

8.新規のコードを作成する

コードを保存する器ができたので、具体的なコードを作成していきます。パッケージを右クリックし、表示されたコンテキストメニューから「新規」→「クラス」を選択します。表示されたら名前の頭文字は「大文字」にします。名前には「Hello」と入力しました。「Public ~」にチェックを入れます。

新規ファイルが追加された
新規ファイルが追加された
新規ファイルが追加された
新規ファイルが追加された

すると、新規ファイルが追加されました。自動生成、これは便利です!
これまではこれらの文字を一つひとつ入力していたものが一瞬にして出来上がるのですから。ここへ必要に応じて追加入力できます。

コードを編集する
コードを編集する

「localDa」と入力したところで「Ctrl + Space」を押すと、後続の候補リストが表示されます。個々では「localDate Time」を選択し Enter を押します。これがコンテンツアシスト(入力補完)機能です。コードエディタ上で入力が確定します。

生成されたファイルを確認する
生成されたファイルを確認する

作成したコードを保存するには、画面上部の「保存」か「すべて保存」を押します。

9.生成されたファイルを確認する

エクスプローラー
エクスプローラー

コンパイル&実行が成功したところで、生成されたファイルを確認しておきます。ここでは「pckatada」を右クリックして、コンテナメニューから「Windows エクスプローラー」を選択しクリック、するとフォルダーができているのが分かります。

package pckatada; パッケージ宣言
import java.time.LocalDateTime; import 命令
public class Hello { クラス宣言(開始)
public static void main(String[] args) {
メソッド宣言
  // TODO 自動生成されたメソッド・スタブ
コメント
  LocalDateTime time=LocalDateTime.now();
命令文
  System.out.println(time); 命令文
} メソッド宣言(終了)
} クラス宣言(終了)

(引用:独習 Java 山田祥寛)

10.クラス

Java の基本はクラスです。アプリの中で特定の機能を担います。例えば、文字列であれば
String、平方根や絶対値は Math などがあります。自分でクラスを作成(宣言)するには、class というキーワードを利用します。たとえば、この例では Hello というクラスを宣言しています。

クラスはオブジェクトを作るための「型」のようなものですね。クラスを指定することで、少しずつ違うオブジェクトを作ることができます。名前は日本語ではなく英数字で頭文字は太字です。

11.メソッド

メソッドはクラスの「機能」をあらわす「メンバー」です。メンバーとは、class{…}に含まれる要素のことです。メソッドは自由に命名できますが「main」だけは別です。Java では、アプリを起動したときに、まず main メソッドを探して実行するのです。これをエントリーポイントといいます。

データを記憶するための変数や配列など機能をまとめたものです。

12.ブロック

{…}で囲まれた部分をブロックと呼びます。ブロックはプログラム中のひとまとまりの処理を表します。

また、これは構文規則ではありませんが、ブロックの開始行「~{」と終了の「}」は桁位置を合わせ、ブロック配下のコードには半角スベース4個分のインデントをつけます。タブをインデントとして使うのはよくありません。タブ文字はエディターによって桁数が変わるからです。

ただし、Eclipse ではタブを利用できます。メニューから「ウィンドウ」→「設定」を開き「設定」ウィンドウから「一般」→「エディター」→「AnyEdit ツール」を選択、「タブ<->スベースの変換」→「タブをスペースに」にチェックを入れます。

13.命令文

LocalDateTime time = LocalDateTime.now(); とは、現在時刻を求め、その値を time という名前の入れ物(変数)に保存します。文の末尾はセミコロンで終えます。

14.デバッグの基本ブレークポイントを設置する

ブレークポイントの切り替え
ブレークポイントの切り替え

プログラムの間違いを正すとき、デバッグという作業を行います。これはコードエディターから、行番号の左を右クリック、「ブレークポイントの切り替え」を押します。これでプログラムを一時停止させます。

15.アプリをデバッグ実行する

ブレークポイントを設置したら、「実行」→「デバッグ」→「Java アプリケーション」でアプリを起動します。「切り替え」を押します。

ブレークポイントを設置したら、「実行」→「デバッグ」→「Java アプリケーション」でアプリを起動します。「切り替え」を押します。

「デバッグ」ブレークポイントで中断
「デバッグ」ブレークポイントで中断

赤枠で囲んだ「ステップ実行ボタン」を押すと、「変数」の変化を確認できます。

16.実行を再開

再開するには「再開」ボタンを押します。終了したいばあいには「終了」を押します。終了したら、ツールバーから右にある「Java」ボタンをクリックし、画面を戻しておきます。

2.Javaは、スマホのアプリ開発に広く使われるプログラミング言語

  1. Androidアプリ開発:Androidは、Javaをベースとしたモバイルオペレーティングシステムであり、Javaを使用してAndroidアプリを開発することができます。Android Studioという開発環境を使用することで、Javaを使用したAndroidアプリの開発が行えます。
  2. ゲーム開発:Javaは、2Dおよび3Dグラフィックスの描画、ユーザー入力の処理、および音声処理など、ゲーム開発に必要な機能を提供することができます。Javaでゲームを開発する場合は、LibGDXやJMonkeyEngineといったゲームエンジンを使用することができます。
  3. モバイルアプリのバックエンド開発:Javaは、スマートフォン用のバックエンドサーバーの開発にも使用されます。Java EE(Enterprise Edition)を使用して、RESTful APIやWebサービスを開発することができます。
  4. ツールやユーティリティの開発:Javaは、スマートフォンでのさまざまなタスクを実行するためのツールやユーティリティの開発にも使用されます。たとえば、ファイルマネージャーやテキストエディタなどのアプリケーションを開発することができます。

これらは、スマートフォンでのJavaの実践的な活用例の一部です。Javaは、柔軟性が高く、幅広いアプリケーション開発に使用される汎用のプログラミング言語であるため、スマートフォンでの活用の可能性は非常に多岐にわたります。

みか<br>
みか

Eclipseは、Javaを始めとする多くのプログラミング言語に対応したオープンソースの統合開発環境(IDE)だということがよくわかりました。

あとがき

Eclipseは、Java開発において最も広く使われているIDEの1つであり、プログラマーにとって非常に便利な機能を提供しています。

Eclipseは、プログラムの開発、デバッグ、テスト、リファクタリングなどの作業を行うことができます。また、Eclipseは、様々なプラグインを提供しており、それらをインストールすることで、Eclipseの機能を拡張することができます。

例えば、Web開発に特化したプラグインである「Eclipse Web Tools Platform(WTP)」、Androidアプリケーションの開発に特化したプラグインである「Android Development Tools(ADT)」などがあります。

Eclipseは、オープンソースであり、多くの開発者が共同で開発を行っています。Eclipseのコアプログラムは、Javaで書かれており、プログラムの動作速度や安定性に優れています。また、Eclipseは、Windows、Mac OS X、Linuxなどの複数のプラットフォームで動作します。

Eclipseは、Java開発以外にも、C/C++、PHP、Ruby、Pythonなどのプログラミング言語にも対応しており、様々なプログラム開発のニーズに応えることができます。

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