インスタンス作成時に、for文内で同名の変数を宣言する場合と、続けて宣言する場合でエラーが出る時と出ない時に分かれる理由がわかりません。

Question

インスタンスの理解が完全ではない為、以下のコードがなぜエラーにならないのかわかりません。

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            Student st = new Student();//この部分
            st.studentID = 1000+i;
            System.out.println(st.studentID);
        }
        System.out.println(Student.totalNum);
    }
}

class Student {
    public int studentID;
    public static int totalNum;
    public Student(){
        totalNum++;
    }
}

for文の中で10回、Studentクラスのインスタンスが作成され、10回宣言されたstに代入されていますが、単純に

Student st = new Student();
Student st = new Student();

のように続けて書くとエラーになります。
同じ変数名で複数宣言できないからだと認識していますが、だとすればなぜ、for文内で同じ変数名で複数回宣言されているにもかかわらずエラーにならないのでしょうか？

Answer 1

変数のスコープ

ローカル変数は宣言されたブロック内で有効です。このことを変数のスコープ（有効範囲、通用範囲）といいます。正確には、ローカル変数の宣言からブロックの末尾までが有効範囲。

この基本概念に従うと、以下の宣言stはブロックの末尾まで有効。

{
  Student st = new Student();//この部分　stは、ここからブロックの末尾まで有効
  ↑
  有効範囲
  ↓
}  // stはここまで有効
// stは存在しない。

ローカル変数名の重複は許されない
ローカル変数の名前が重複するのは許されません。これはメソッドブロック全体に適用されます。

forの繰り返し文（ブロック）

ループごとに新しいブロックが作成されます。毎回新しいstが宣言され、ブロックを抜けるときに破棄され（到達不能になり）stに代入されたインスタンスは、この場合はどこからも参照されなくなり、GCの対象になる。コンパイルエラーにならないのは前回ループのブロックがすでに破棄されているから。

メソッドの呼び出しのことを考えてください。メソッドのブロックで宣言されたローカル変数はその都度生成破棄されます。同じメソッドを何度も呼べる。ループでも同じことをやっている。

forのもう一つのローカル変数

for(初期化式; … ; …)

初期化式が宣言文のとき、ここで宣言されたローカル変数は、forの開始から終了まで有効です。内側のブロックより大きなスコープを持ちます。

{ // forブロック
  int i =0;
  // 繰り返し条件判定 (終わりの場合はEへ) —- A   
  {  // 繰り返し文（ブロック）がその都度作られ破棄される
    Student st = new Student();/
  }
  // i の増分式
  // A に戻る
} // E   forブロックの終わり

forとは二重の入れ子になったブロック構造を持つと考えられる。

Comments

[yashiromisa]

非常にわかりやすい解説ありがとうございました。

Answer 2

同じ変数名で複数宣言できないからだと認識しています

ご認識の通りです。

Student st = new Student();
Student st = new Student();

は、エラーになりますが

Student st = new Student();
st = new Student();

は、エラーになりません。

そして、

{Student st = new Student();}
{Student st = new Student();}

も、きっとエラーになりません。

Student st = new Student();
{Student st = new Student();}

は、エラーになりますが、

{Student st = new Student();}
Student st = new Student();

も、きっとエラーになりません。

for文内で同じ変数名で複数回宣言

動作としては複数インスタンスが作られますが、構文としては複数回宣言されていません。

Answer 3

1周目が終わるときにブロックを抜けるため、変数stが破棄されます。2周目で新たに宣言して、という流れです。