static に関連した出題：３問目（SJC-P対策無料問題集）

static に関連した出題：３問目

以下のようなコードがあります。（開始から終了までの部分）

//開始
class Test{
   public static void main( String args[ ] ){
      Player p1 = new Player();
      Player p2 = new Player();

      Player.id = 1000;
      Player.id = 2000;

      Player.num += p1.id;
      Player.num += p2.id;

      System.out.println( "Player.num == " + Player.num );
   }
}

class Player{
   int id = 0;
   static int num = 0;
}
//終了


このコードをコンパイルし実行したときの実行結果を選択肢より
選んでください。
（コンパイル、実行の方法は正しく行われるものとします。）

a.　Player.num == 0　と出力される。

b.　Player.num == 1000　と出力される。

c.　Player.num == 2000　と出力される。

d.　Player.num == 3000　と出力される。

e.　コンパイルエラーとなる。

f.　実行時に例外がスローされる。

static の問題３（解答）

e.　コンパイルエラーとなる。

static の問題３（解説）

今回は static についての問題です。

static についてはSJC-P対策Java用語集でも説明しているので参考にして下さいね。
SJC-P対策Java用語集：static

static をつけて宣言されたフィールドはクラスフィールドとなります。
この問題の Player クラスの場合 num がクラスフィールドに該当します。
クラスフィールドは、クラスが一つだけ保持します。

逆に static をつけずに宣言されたフィールドはインスタンスフィールドとなります。
この問題の Player クラスの場合 id がインスタンスフィールドに該当します。
インスタンスフィールドは、生成されたインスタンスが個々に保持します。

さて、今回の問題のコードはコンパイルエラーとなってしまいます。
なぜエラーとなるのか、とりあえず実際にコンパイルしてみましょう。

>javac Test.java
Test.java:7: static でない 変数 id を static コンテキストから参照することは
できません。
          Player.id = 1000;
                ^
Test.java:8: static でない 変数 id を static コンテキストから参照することは
できません。
          Player.id = 2000;
                ^
エラー 2 個

わかりにくいエラーですが、簡単に言ってしまえば
「インスタンスフィールドにはクラスからアクセスすることはできません」
ということです。

１問目 と ２問目 では、インスタンスからクラスフィールドにアクセスしていました。
このようなアクセス方法ができるのは、 インスタンスは自分が所属するクラスを必ず一つに特定することができるからです。

では、逆にクラスからインスタンスフィールドにアクセスする場合を考えてみましょう。
クラス名からインスタンスフィールドにアクセスする場合、どのインスタンスにアクセスすれば良いでしょうか？
今回の問題の場合、 Player クラスから p1 、 p2 という２つのインスタンスを生成しています。
この場合、 Player.id という形でインスタンスフィールドにアクセスすると、 p1 と p2 のどちらの id にアクセスすれば良いのか判別できません。
つまり、

      Player.id = 1000;

という記述方法では、 p1.id にアクセスするべきか、 p2.id にアクセスするべきか判断できないのです。

これは

      Player.id = 2000;

でも同様です。
そのため、コンパイル時のエラーも２個となっています。

このように、インスタンスは複数生成されている可能性がありますし、逆に１個も生成されていない可能性 もあります。
そうなるとクラスからインスタンスフィールドにアクセスしようとした場合、 コンパイラはどのインスタンスのフィールドにアクセスすれば良いのか判別できません。
このような事態を避けるために、あらかじめこのようなアクセス方法は禁止されています。
このためクラス名からインスタンスフィールドへアクセスするとコンパイルエラーとなるのです。

このような理由から、 Player.id といったクラスからインスタンスフィールドにアクセスする方法では コンパイルエラーとなってしまい、解答は e となります。

※注意事項※
ここで使用されている図は、説明を分かりやすくする為に示したものですが、実際メモリ上の イメージなどを表現しているわけではありません。
あくまでクラスとインスタンスの関係を説明するために、便宜的に利用しているものであることをご理解下さい。

関連ページ：SJC-P対策Java用語集・static