Javaプログラミング言語の拡張機能

Java SE 8での拡張機能

ラムダ式を使用すると、単一ユニットの動作をカプセル化して他のコードに渡すことができます。ラムダ式は、プロセスが完了したとき、またはプロセスでエラーが検出されたときに、ある特定のアクションがコレクションの各要素に対して実行されるようにする場合に使用できます。ラムダ式は、次の機能でサポートされています。
- メソッド参照は、すでに名前が付いているメソッドのためのコンパクトで読みやすいラムダ式です。
- デフォルト・メソッドにより、ライブラリのインタフェースに新しい機能を追加でき、古いバージョンのライブラリのインタフェース用に記述されたコードとのバイナリ互換性が確保されます。それらは、1つの実装と、メソッド・シグネチャの先頭にdefaultキーワードを持つインタフェース・メソッドです。さらに、インタフェース内にstaticメソッドを定義することもできます。
- 「Java SE 8でのラムダ式とストリームを利用する新しいAPIと拡張API」では、ラムダ式とストリームをうまく利用する新しいクラスと拡張されたクラスについて説明されています。
型推論の改善 - Javaコンパイラでは、ターゲット型付けを利用してジェネリック・メソッド呼出しの型パラメータを推論します。式のターゲット型とは、Javaコンパイラが式の使われている場所に応じて予測するデータ型です。たとえば、Java SE 7では代入文のターゲット型を型推論に使用できます。しかし、Java SE 8ではより多くの状況でターゲット型を型推論に使用できます。もっとも顕著な例は、メソッド呼出しのターゲット型を使用して、その引数のデータ型を推論することです。

次に例を示します。
```
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("A");
stringList.addAll(Arrays.asList());
```
差し当たりジェネリクスを無視すると、addAllメソッドはその引数としてCollectionインスタンスを予測し、Arrays.asListメソッドはListインスタンスを返します。これが機能するのは、ListがCollectionのサブ型であるからです。

次に、ジェネリクスを考慮に入れると、addAllのターゲット型はCollection<? extends String>となり、Arrays.asListはList<T>インスタンスを返します。この例では、Java SE 8のコンパイラは型変数Tの値がStringであることを推論できます。このコンパイラは、Collection<? extends String>というターゲット型からこれを推論します。

Java SE 7以前のコンパイラは、ターゲット型付けを使用してメソッド・コール引数の型を推論しないため、このコードを受け入れません。たとえば、Java SE 7のコンパイラは次のようなメッセージを生成します。

error: no suitable method found for addAll(List<Object>) ... method List.addAll(Collection<? extends String>) is not applicable (actual argument List<Object> cannot be converted to Collection<? extends String> by method invocation conversion)

したがって、このようにJavaコンパイラが型を推論できない状況では、型証明を使用して型変数の値を明示的に指定する必要があります。たとえば、次はJava SE 7で機能します。
```
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("A");
stringList.addAll(Arrays.<String>asList());
```
詳細は、Javaチュートリアルの次のセクションを参照してください。
- ラムダ式でのターゲット型付け
- 型推論
Java型に関する注釈 - 型が使用されているどの場所にも注釈を適用できるようになりました。プラガブルな型システムと組み合わせて使用すると、コードの型チェックをより強力に行うことができます。詳細は、Javaチュートリアルの注釈に関する新しいレッスンの型注釈およびプラガブルな型システムに関するトピックを参照してください。
繰返し注釈 - 同じ注釈型を同じ宣言や型の使用箇所に何度も適用できるようになりました。詳細は、Javaチュートリアルの注釈に関する新しいレッスンの繰返し注釈に関するトピックを参照してください。
メソッド・パラメータのリフレクション - java.lang.reflect.Executable.getParametersメソッドを使用して、任意のメソッドまたはコンストラクタの仮パラメータの名前を取得できます。 (MethodおよびConstructorクラスはExecutableクラスを拡張するため、Executable.getParametersメソッドを継承します。) ただし、デフォルトでは仮パラメータの名前は.classファイルに格納されません。仮パラメータの名前を特定の.classファイルに格納し、Reflection APIで取得できるようにするには、javacコンパイラの-parametersオプションを使用してソース・ファイルをコンパイルします。 Javaチュートリアルのメソッド・パラメータの名前の取得に関するトピックを参照してください。

Java SE 7での拡張機能

バイナリ・リテラル - Java SE 7では、整数型(byte、short、int、およびlong)を2進法で表現することもできます。バイナリ・リテラルを指定するには、数値に接頭辞0bまたは0Bを付加します。
数値リテラル内のアンダースコア - 数値リテラルの桁の間のどこにでも、任意の数のアンダースコア文字(_)を含めることができます。この機能を使用すると、たとえば数値リテラルの桁の集まりを分離することで、コードの可読性を向上させることができます。
switch文内の文字列 - switch文の式にStringクラスを使用できます。
ジェネリック・インスタンス作成のための型推論 - ジェネリック・クラスのコンストラクタの呼出しに必要な型引数は、コンパイラがコンテキストから型引数を推論できる場合にかぎり、型パラメータの空のセット(<>)で置き換えることができます。この山カッコのペアは、非公式にダイアモンドと呼ばれています。
非具象化可能仮パラメータを可変長引数メソッドに使用する場合のコンパイラの警告とエラーの改善 - Java SE 7のコンパイラは、非具象化可能可変長引数仮パラメータを持つ可変長引数のメソッドまたはコンストラクタの宣言箇所で警告を生成します。 Java SE 7では、このような警告を抑制するために、コンパイラ・オプション-Xlint:varargsおよび注釈@SafeVarargsと@SuppressWarnings({"unchecked", "varargs"})が導入されています。
try-with-resources文 - try-with-resources文は、1つ以上のリソースを宣言するtry文です。 リソースは、プログラムでの使用が終わったら閉じられなければならないオブジェクトです。 try-with-resources文は、文の終わりで各リソースが確実に閉じられるようにします。新しいjava.lang.AutoCloseableインタフェースまたはjava.io.Closeableインタフェースを実装しているオブジェクトは、リソースとして使用できます。クラスjava.io.InputStream、OutputStream、Reader、Writer、java.sql.Connection、Statement、およびResultSetは、AutoCloseableインタフェースを実装するように改良され、すべてtry-with-resources文でリソースとして使用できるようになりました。
複数の例外タイプのキャッチと向上した型チェックによる例外の再スロー - 単一のcatchブロックで複数の例外タイプを処理できます。また、コンパイラでは、再スローされる例外について以前のリリースのJava SEよりも正確な分析が実行されます。これにより、メソッド宣言のthrows節に、より具体的な例外型を指定できます。

Java SE 6での拡張機能

Java SE 6では言語に対する変更は導入されませんでした。

Java SE 5.0での拡張機能

ジェネリクス - 長い間待たれていた型システムの機能拡張です。型またはメソッドで、コンパイル時の型保証を備えながら、様々な型のオブジェクトで操作できます。コンパイル時の型保証がCollections Frameworkに追加され、キャスト操作の煩雑さをなくしました。「The Java Tutorial」の「Generics」レッスンを参照してください。 (JSR 14)
拡張されたforループ - この新しい言語構造体により、コレクションや配列を反復する際の、イテレータおよびインデックス変数の煩雑さやエラー発生の可能性がなくなりました。 (JSR 201)
Autoboxing/Unboxing - この機能により、プリミティブ型(intなど)とラッパー型(Integerなど)の間の手動変換の煩雑さをなくしました。 (JSR 201)
型保証された列挙 - この柔軟なオブジェクト指向の列挙型では、任意のメソッドやフィールドを持つ列挙型を作成できます。煩雑さやエラー発生の可能性なしで、型保証された列挙パターン(『Effective Java』第21項)のすべての利点を実現しています。 (JSR 201)
可変長引数 - この機能では、可変長の引数リストを許可するメソッドを呼び出すときに、手動で引数リストを配列に閉じ込める必要がありません。
staticインポート - この機能では、staticメンバーをクラス名で修飾する必要がなく、「Constant Interface Antipattern」の欠点もありません。 (JSR 201)
注釈(メタデータ) - この言語機能を使用すると、多くの場合にボイラープレート・コードを記述する必要がありません。ボイラープレート・コードは、ソース・コードの注釈からツールを使用して生成されます。これにより、プログラマが何をしなければならないか、という「宣言型の」プログラミング方法が実現され、そのコードはツールが生成します。また、ソース・ファイルの変更に合わせて最新の状態にしておかなければならない「付属ファイル」を保守する必要がありません。その代わりに、必要な情報はソース・ファイル内で保守します。 (JSR 175)
ノート: @Deprecatedノートを使用すると、プログラムの要素を非推奨にできます。「いつ、どのようにAPIを非推奨とするか」を参照してください。

ジェネリックスに関する情報

JSR14: Adding Generic Types to the Java Programming Language
- 「The Java Tutorial」の「Generics」レッスン
- Java Community Process発行の以前の公開レビューのドラフト仕様
Making the Future Safe for the Past: Adding Genericity to the Java Programming Language (PDF)
Bracha、Odersky、StoutamireおよびWadler著。 OOPSLA 98、Vancouver、1998年10月。(他の形式)
GJ: Extending the Java Programming Language with Type Parameters(PDF)
Bracha、Odersky、StoutamireおよびWadler著。 GJのチュートリアル。 1998年8月。(他の形式)
Adding Generics to the Java Programming Language (PDF)
Bracha著。 JavaOne 2003プレゼンテーションのスライド。
Adding Wildcards to the Java Programming Language (PDF)
Torgersen、Hansen、Ernst、Ahe、Bracha、およびGafter著。 ACM論文、2004年。

J2SE 1.4での拡張機能

アサーション機能 - アサーションは、プログラマがコンピュータ・プログラムの特定の状態を検証するためのboolean式です。たとえば、リストをソートしたあとに、プログラマはそのリストが昇順であることを表明します。実行時にアサーションを評価して妥当性を確認する方法は、コードの品質を向上させるもっとも強力な方法の1つで、プログラムの動作に関するプログラマの誤解をただちに検出できます。

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