ProcessingのPAppletが正しく機能しない

Question

PApplet内の変数g(Pgraphics)がNullのまま処理が行われる。

Processingのアニメーションを練習するため簡単なクラスを作ったのですが、なぜかPAppletクラスの変数である

PGraphics g　

という変数が初期化されず、Nullのままなため、PAppletクラスを継承したTestPVectorでellpse()を呼び出したときにPApplet
でjava.lang.NullPointerExceptionが発生します。
ざっとデバックしてみたのですが、なぜnullのままなのかまったくわかりません。そもそもPApplet内のどこでgが初期化されているのかすらわかりませんでした。

画面は、フレームは表示されるが、まったく更新されず灰色のまま特に動くことはありません。

発生している問題・エラーメッセージ

java.lang.NullPointerException
	at processing.core.PApplet.ellipse(PApplet.java:12103)
	at usingProcessing.TestPVector.draw(TestPVector.java:40)
	at usingProcessing.RandomSpreadParticle.draw(RandomSpreadParticle.java:34)
	at processing.core.PApplet.handleDraw(PApplet.java:2429)
	at processing.awt.PSurfaceAWT$12.callDraw(PSurfaceAWT.java:1557)
	at processing.core.PSurfaceNone$AnimationThread.run(PSurfaceNone.java:313)

該当のソースコード

public class RandomSpreadParticle extends PApplet {
	int num = 1000;
	TestPVector[] mys = new TestPVector[num];

	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自動生成されたメソッド・スタブ
		PApplet.main(new String[] {RandomSpreadParticle.class.getName()});
	}

	public  void settings() {
		size(800,600);
	}
	public void setup() {
		frameRate(60);
		for(int i = 0; i < num; i++) {
			mys[i] = new TestPVector();
			mys[i].location.set(width/2.0f, height/2.0f);
			mys[i].acceleration.set(random(-10, 10), random(-10, 10));
			mys[i].gravity.set(0.0f,0.1f);
			mys[i].friction = 0.01f;
		}
	}
	public void draw() {
		fill(0, 31);
		rect(0, 0, width, height);
		noStroke();
		fill(255);
		for(int i = 0; i < num; i++) {
			mys[i].update_loc();
			mys[i].draw();
			mys[i].bounce();
		}
	}
}
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

public class TestPVector extends PApplet {
	PVector location;
	PVector acceleration;
	PVector velocity;
	PVector gravity;
	PVector min;
	PVector max;
	float mass;
	float friction;
	float radius;
	
	public TestPVector() {
		mass = 1.0f;
		friction = 0.01f;
		radius = 4.0f;
		//位置、加速度、速度、質量、初期の力を初期化
		location = new PVector(0f, 0f);
		velocity = new PVector(0f, 0f);
		gravity = new PVector(0f, 0f);
		acceleration =  new PVector(0f, 0f);
		//運動範囲
		min = new PVector(0.0f,0.0f);
		max = new PVector(width,height);
	}

	public void draw() {
		ellipse(location.x, location.y,mass * radius * 2, mass * radius * 2);
	}

	public void update_loc() {
				//加速度に重力を追加
				acceleration.add(gravity);
				//速度に運動量を追加
				velocity.add(acceleration);
				//運動量に摩擦力をかける
				velocity.mult(1.0f-friction);
				//位置に運応用を追加
				location.add(velocity);
				//加速度0
				acceleration.set(0 ,0);
	}

	public void bounce() {
		if(location.x > max.x) {
			location.x = max.x;
			velocity.x *= -1;
		}
		if(location.x < min.x) {
			location.x = min.x;
			velocity.x *= -1;
		}
		if(location.y > max.y) {
			location.y = max.y;
			velocity.y *= -1;
		}
		if(location.y < min.y) {
			location.y = min.y;
			velocity.y *= -1;
		}
	}
	public void throughWall() {
		if(location.x > max.x) {
			location.x = max.x;
		}
		if(location.x < min.x) {
			location.x = min.x;
		}
		if(location.y > max.y) {
			location.y = max.y;
		}
		if(location.y < min.y) {
			location.y = min.y;
		}
	}
}

試したこと

入門本を参考に書いてるため難しいことはしていません。なので、ほとんどサンプルコードを参考に書いてます。デバッグはしたのですが、PApplet以外の箇所でnullが発生していることはなかったです。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

eclipse32bit版の環境で動かしています。pleiadesでダウンロードしたので、おそらくjavaも32bit版だと思います。

Answer 1

入門本を参考に書いてるため難しいことはしていません。

とはおっしゃいますが、ProcessingのプログラムをJavaとして記述している点、少々難しいことをしていると思います。ProcessingのフロントエンドはIDEとして貧弱なのでJavaのIDEを使いたくなる気持ちはわかりますが...

原因

ProcessingのプログラムをJavaで記述する場合、PAppletを継承したクラスは一つしか書かないようにすべきですが、ご質問のプログラムでは2つのクラスがそれぞれPAppletを継承したクラスとして定義されています。それが原因です。

Processingのプログラムを書いたり動かしたりする最も普通の方法は

(1) JavaのIDEではなくProcessingのフロントエンドを起動
(2) 変数や関数やクラスをトップレベルに直接記述する
(3) 長いプログラムになった場合は複数のタブに分けて記述する
(4) Processingのフロントエンドからプログラムを起動する

なのですが、これをJavaプログラムとして作成する場合、Processingのちょっとしたトリックについて知っておく必要があります。そのトリックとは

• (A) Processingは暗黙的にスケッチのメインクラスを定義する

ご質問のコードでいえばRandomSpreadParticleがこれに当たります。

• (B) トップレベルに記述した変数, 関数はメインクラスのフィールド, メソッドになる

RandomSpreadParticleのsetupやdrawなどがこれに当たります。

• (C) トップレベルに記述したクラスはメインクラスの内部クラスになる

TestPVectorがこれに当たります。

質問者さんのコードは(A),(B)には対処しておられますが、(C)の配慮ができていません。

対処

TestPVectorを次のようにRandomSpreadParticleのinner class(※)として定義すると、Processingのフロントエンドで作成したプログラムと同様に動作します。

public class RandomSpreadParticle extends PApplet {
  ...

  class TestPVector { // PAppletを継承してはならない。またstaticであってはならない。
    ...
    void 任意のメソッド() { // drawという名前でもよいが任意の名前でよい。
      ellipse(...); // PAppletのメソッドを呼び出せる
    }
  }
}

つまりTestPVectorから呼び出した描画メソッドは実際はRandomSpreadParticleのインスタンスへの描画と解釈されるようになります。

※: inner class
Java言語仕様の用語です。個人ブログなどにはあるクラスの内側に定義したクラスのことを内部クラスと呼んでいるものがありますが、言語仕様ではそれをnested class(入れ子のクラス)と呼んでいます。言語仕様で定義されているinner classはstaticがついていないクラスのことですのでご注意ください。本件ではinner classでないとダメです。

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余談:

対処にはinner classにする方法を書いたのですが・・・Javaのプログラムとしてみた場合この方法は嬉しくない点もあります。プログラムが複雑になるにつれ「一つのソースコードが巨大になりすぎる」点です。質問者さんの元のコードのように別のソースファイルに分けて記述したい場合もままあります。それに配慮した別の解決法も(正統的な方法から怪しい方法まで)いくつか考えられますが、長くなるので本回答では省略します。