# Java クイックリファレンス

*OOP、コレクション、ストリーム、例外処理の基礎*

> Source: Oracle Java Documentation (docs.oracle.com/javase) · MIT

## 基本

### Hello World

```
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}
```

### コンパイルと実行

```
javac Main.java      # compile
java Main             # run
java Main.java        # single-file (Java 11+)
```

### 命名規則

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `ClassName` | クラスとインターフェースには PascalCase |
| `methodName` | メソッドと変数には camelCase |
| `CONSTANT_NAME` | 定数には UPPER_SNAKE |
| `com.example.pkg` | パッケージにはリバースドメインの小文字 |

## データ型

### プリミティブ型

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `byte` | 8ビット符号付き（-128 〜 127） |
| `short` | 16ビット符号付き |
| `int` | 32ビット符号付き（デフォルト整数） |
| `long` | 64ビット符号付き（サフィックス `L`） |
| `float` | 32ビット IEEE-754（サフィックス `f`） |
| `double` | 64ビット IEEE-754（デフォルト小数） |
| `boolean` | `true` / `false` |
| `char` | 16ビット Unicode 文字 |

### 文字列

```
String s = "hello";
String joined = s + " world";      // concatenation
int len = s.length();
String sub = s.substring(0, 3);    // "hel"
boolean eq = s.equals("hello");    // content equality
```

### 型キャスト

```
int i = (int) 3.14;               // narrowing cast
double d = i;                      // widening (auto)
int n = Integer.parseInt("42");    // string to int
String s = String.valueOf(42);     // int to string
```

### 配列

```
int[] nums = {1, 2, 3};
String[] names = new String[5];
int[][] matrix = new int[3][4];
Arrays.sort(nums);
```

## 制御フロー

### if / else

```
if (x > 0) {
    System.out.println("positive");
} else if (x == 0) {
    System.out.println("zero");
} else {
    System.out.println("negative");
}
```

### switch

```
// Traditional
switch (day) {
    case "Mon": doWork(); break;
    case "Sat": case "Sun": rest(); break;
    default: routine();
}
// Switch expression (Java 14+)
String type = switch (day) {
    case "Sat", "Sun" -> "weekend";
    default -> "weekday";
};
```

### ループ

```
for (int i = 0; i < 10; i++) { }
for (String s : list) { }         // enhanced for
while (condition) { }
do { } while (condition);
```

## メソッド

### 定義

```
public static int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
```

### 可変長引数とオーバーロード

```
static int sum(int... nums) {
    int total = 0;
    for (int n : nums) total += n;
    return total;
}
// sum(1, 2)  sum(1, 2, 3)  both work
```

### アクセス修飾子

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `public` | どこからでもアクセス可能 |
| `protected` | 同一パッケージ + サブクラス |
| `(default)` | 同一パッケージのみ（キーワードなし） |
| `private` | 同一クラスのみ |

## クラスとオブジェクト

### クラス定義

```
public class User {
    private String name;
    private int age;
    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() { return name; }
}
```

### レコード（Java 16+）

```
public record Point(double x, double y) {
    // auto: constructor, getters, equals, hashCode, toString
    public double distance() {
        return Math.sqrt(x * x + y * y);
    }
}
```

### static と final

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `static` | インスタンスではなくクラスに属する |
| `final field` | 初期化後に再代入できない |
| `final method` | オーバーライドできない |
| `final class` | サブクラス化できない |

## 継承

### extends

```
public class Animal {
    public void speak() { System.out.println("..."); }
}
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void speak() { System.out.println("Woof!"); }
}
```

### 抽象クラス

```
public abstract class Shape {
    abstract double area();
    public void describe() {
        System.out.println("Area: " + area());
    }
}
```

### 主要な概念

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `super` | 親のコンストラクターまたはメソッドを呼び出す |
| `@Override` | コンパイル時にオーバーライドを検証 |
| `instanceof` | 実行時の型チェック |
| `sealed (17+)` | 継承できるクラスを制限する |

## インターフェース

### 定義

```
public interface Printable {
    void print();                    // abstract
    default String format() {        // default method
        return toString();
    }
    static Printable of(String s) {  // static method
        return () -> System.out.println(s);
    }
}
```

### 実装

```
public class Report implements Printable, Serializable {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Report");
    }
}
```

### 関数型インターフェース

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Runnable` | `() -> void` |
| `Supplier<T>` | `() -> T` |
| `Consumer<T>` | `T -> void` |
| `Function<T,R>` | `T -> R` |
| `Predicate<T>` | `T -> boolean` |
| `Comparator<T>` | `(T, T) -> int` |

## コレクション

### List

```
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.get(0);                  // "a"
list.size();                  // 1
List<String> immutable = List.of("a", "b", "c");
```

### Map

```
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("key", 42);
map.getOrDefault("key", 0);   // 42
map.containsKey("key");       // true
map.forEach((k, v) -> { });
```

### Set

```
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("a");
set.contains("a");            // true
Set<String> immutable = Set.of("a", "b", "c");
```

### 主な実装クラス

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `ArrayList` | 可変長配列、ランダムアクセスが高速 |
| `LinkedList` | 双方向リスト、挿入 / 削除が高速 |
| `HashMap` | ハッシュテーブル、get/put が O(1) |
| `TreeMap` | キー順にソート済み、O(log n) |
| `HashSet` | 一意の要素、ルックアップが O(1) |
| `LinkedHashMap` | 挿入順を保持する HashMap |

## 例外処理

### try / catch / finally

```
try {
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
} finally {
    // always executes
}
```

### try-with-resources

```
try (var reader = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
    String line = reader.readLine();
}   // auto-closes reader
```

### 例外の階層

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Throwable` | すべてのエラーと例外のルート |
| `Error` | 深刻な問題（OutOfMemoryError） |
| `Exception` | チェック例外（処理必須） |
| `RuntimeException` | 非チェック例外（NullPointer、IndexOutOfBounds） |

### カスタム例外

```
public class AppException extends Exception {
    public AppException(String msg) { super(msg); }
    public AppException(String msg, Throwable cause) {
        super(msg, cause);
    }
}
```

## ストリームとラムダ

### ラムダ構文

```
Comparator<String> byLen = (a, b) -> a.length() - b.length();
Runnable task = () -> System.out.println("run");
Function<String, Integer> len = String::length;  // method ref
```

### ストリームパイプライン

```
List<String> result = names.stream()
    .filter(n -> n.length() > 3)
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted()
    .collect(Collectors.toList());
```

### よく使うストリーム操作

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `.filter(pred)` | 述語にマッチする要素を保持 |
| `.map(func)` | 各要素を変換 |
| `.flatMap(func)` | マップしてネストしたストリームをフラット化 |
| `.sorted()` | ソート（自然順または Comparator 指定） |
| `.distinct()` | 重複を除去 |
| `.limit(n)` | 最初の n 要素を取得 |
| `.collect()` | 終端：コレクションに集約 |
| `.forEach()` | 終端：各要素にアクションを実行 |
| `.reduce()` | 終端：単一の値に集約 |
| `.count()` | 終端：要素数をカウント |

## ジェネリクス

### ジェネリッククラスとメソッド

```
public class Box<T> {
    private T value;
    public Box(T value) { this.value = value; }
    public T get() { return value; }
}
public static <T> List<T> listOf(T... items) {
    return List.of(items);
}
```

### 境界型とワイルドカード

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `<T extends Number>` | T は Number またはそのサブクラス |
| `<T extends A & B>` | 複数の境界（クラス + インターフェース） |
| `<?>` | 不明な型（読み取り専用） |
| `<? extends T>` | 上限境界ワイルドカード（プロデューサー） |
| `<? super T>` | 下限境界ワイルドカード（コンシューマー） |

## Optional とモダン Java

### Optional

```
Optional<String> opt = Optional.ofNullable(getValue());
String result = opt.orElse("default");
opt.ifPresent(v -> System.out.println(v));
String upper = opt.map(String::toUpperCase).orElse("");
```

### テキストブロック（Java 15+）

```
String json = """
        { "name": "Alice", "age": 30 }
        """;
```

### 便利なユーティリティ

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `var (10+)` | ローカル変数の型推論 |
| `record (16+)` | イミュータブルなデータキャリアクラス |
| `sealed (17+)` | 制限されたクラス階層 |
| `pattern matching (21+)` | 自動キャスト付き `instanceof` |
| `virtual threads (21+)` | `Thread.ofVirtual()` による軽量スレッド |