equalsメソッドの使い方、instance ofの使い方がわかりません。

Question

iJava SE7 Silver の資格を目指し勉強中です。

長文で申し訳ありません。
要領を得ない質問なので、わかるところだけでも回答していただけると嬉しいです。

分からない点は
・8行目のequalsメソッドの使い方
・8行目のequalsメソッドの引数（Object obj）
・9行目のnull
・12行目のifはelse ifのことか？
・12行目に出てくるinstance ofの使い方
・13行目の（Sample）
・12～15行目で何をしているのかがわかりません。

1 public class Sample{
2 private int num;
3 private String name;
4 public Sample(int num, String name){
5 this.num = num;
6 this.name = name;
7 }
8 public boolean equals(Object obj){
9 if(obj == null){
10 return false;
11 }
12 if(obj instanceof Sample){
13 Sample s = (Sample) obj
14 return s.num == this.num
15 }
16 return false;
17 }
18 }

↑このクラスを利用する、以下のプログラムをコンパイル、実行したときの結果は？

１ public class Main{
２ public static void main(String@: args){
３ Sample a = new Sample(10, "a");
４ Sample b = new Sample(10, "b");
５ System.out.println(a.equals(b));
６ }
７ }

答えは「trueと表示される」です。

メインクラスの5行目 System.out.println(a.equals(b)); でaの参照先とbの参照先が同じかと
聞かれていると解釈しました。

equals(b)でequalsメソッドが呼び出されているのでSampleクラスのequalsメソッドを見ます。そこで引数の中身が
(Object obj)となっています。これは例えば（int num）のように考えて(Object obj)はオブジェクトしか引数として受け入れないということでしょうか。

そして、Sampleクラス9行目の if(obj == num)は引数が何も参照しない、
つまり、 Sample b = new Sample(10, "b");が
Sample b = new Sample();の時を表しているのでしょうか

そして、12～15行目のifのブロック{}では何をしているのでしょうか。

よろしくお願いします。

Answer 1

equalsメソッドについてはargiusさんがおっしゃってる通りですので
自分は、Mainクラスの説明を。（長文ごめんなさい。）

Sample a = new Sample(10, "a");
Sample b = new Sample(10, "b");

これによって、Sample型のaという名前のハコとbという名前のハコが用意され、
ぞれぞれの引数によって、フィールドに値が設定されます。
（newされれば、それぞれSampleクラスのメンバが準備される辺りは大丈夫ですよね？）

Sample型`a`のハコの中身
  ├ int    num  ⇒ 10
  └ String name ⇒ "a"

Sample型`b`のハコの中身
  ├ int    num  ⇒ 10
  └ String name ⇒ "b"

で、このハコ同士をequalsメソッドで比較しています。

a.equals(b);

これでaのハコにあるequalsメソッドを使って、引数bを評価します。

Sampleクラスのequalsメソッドでは２つのif文条件がありました。

1. 引数objがnullかどうか
2. 引数objがSampleクラスのインスタンスかどうか

1.についてですが、bはnewされてインスタンスが用意されていますので、
nullではない、つまり 評価はfalseになります。

続いて2.についてですが、bの型はSample型ですので、評価はtrueになり、if文の中に処理が進みます。
13行目の

Sample s = (Sample) obj;

では、引数でObject型とされていたので、改めてオブジェクトをSample型にキャストして、Sample型の変数sに格納しています。
キャストについてはコチラを参照してください。

これにより、sとbは同じものを参照することになります。
そして、

s.num == this.num;

ハコsのフィールドnum（＝ハコbのフィールドnum） の値が、ハコaのフィールドnumと同じかどうか、比較しています。
↑に書いた図にもあるように、aのnumにもbのnumにもそれぞれ 10 という数値が格納されていますので、
この比較の結果は trueとなり、メソッド呼び出し元へreturnされます。

---

あとは、その他の疑問点についてです。
1点目。

・12行目のifはelse ifのことか？

ちがいます。

if(条件A){～}
if(条件B){～}

は、条件Aも条件Bも結果がどうであれ実行されますが、

if(条件A){～}
else if(条件B){～}

とelseでつなげてしまうと、条件Aの結果がfalseの場合は条件Bが評価されますが、
条件Aの結果がtrueの場合は条件Bは評価されずに処理が先に行ってしまいます。

ま、この場合結果として同じfalseが返るのですが、これを混同させてしまうとあとで痛い目にあいます。

2点目。

そして、Sampleクラス9行目の if(obj == num)は引数が何も参照しない、

つまり、 Sample b = new Sample(10, "b");が
Sample b = new Sample();の時を表しているのでしょうか

これも違いますね。
何も参照しないのは、nullです。
Sample b = new Sample(10, "b");
でも
Sample b = new Sample();
でも、インスタンスは作成され、nullではなくなります。

あと、余談ですが、このSampleクラスには、引数なしコンストラクタは定義されていませんので、
Sample b = new Sample();
と記載するとコンパイルエラーになります。

Comments

[k_mail]

丁寧なご回答ありがとうございます。
１つ理解できなところがありました。

Sampleクラスのequalsメソッドでは２つのif文条件がありました。
1. 引数objがnullかどうか
（中略）
1.についてですが、bはnewされてインスタンスが用意されていますので、
nullではない、つまり 評価はfalseになります。

最後の評価がなぜfalseになるのかです。
if(obj == null){
10 return false;
これはnullの時にfalseを返すのであって、nullでない時はfalseを返さない（無視する）なのではと思うのですが、どこが間違っているのでしょうか

[swordone]

横から失礼します。
ここで言っているのはifの中のobj == nullの評価です。
ここではobjにはオブジェクトが実在しており、nullではないためfalseになります。
そのため、このif文はスキップされます。

[kaputaros]

swordoneさん、フォローありがとうございます！

if文は、条件が満たされる(結果がtrueになる)場合にのみ、
{}中の処理へ進めるんです。
なので、10行目のreturnは切り離して考えてください。

[k_mail]

kaputarosさん

返信が遅くなりました。
falseの評価はif文全体ではなく、（）の中に対してだったのですね。
勘違いしていました。
何度も有難うございました。

swordoneさん
コメントありがとうございます。
また、質問見ていただいていたのですね。
嬉しいです。
有難うございました。

Answer 2

まず、

 if(obj == num)

は、おそらく

 if(obj == null)

としたいのではないでしょうか。
つまり、比較対象のオブジェクトがnullなら常にイコールではないということを表そうとしているのだと思います。
そもそも、これはコンパイルエラーになります。

次に、

if(obj instanceof Sample){
    Sample s = (Sample) obj
    return s.num == this.num
}

の部分は、比較対象のオブジェクトがSampleクラスのインスタンスである（obj instanceof Sample）なら、numフィールドの値が等しいかどうかでオブジェクトがイコールかどうかを決めるようにしています。

引数の中身が(Object obj)になっているのは、このメソッドがObjectクラスのオーバーライドメソッドだからです。
あらゆるオブジェクトがequalsで比較可能なのはそのためです。
標準ライブラリーのソースコードを見てみると分かりますが、equals(Object)とは別に、オーバーライドでないオーバーロードメソッド、例えばequals(String)のようなメソッドを持っているクラスもたくさんあります。

---

参考リンク：

Java 基礎知識( オブジェクトの比較 )【 Okapi Project 】
http://www.okapiproject.com/java/java_ref/foundation/manual_06.htm

Comments

[k_mail]

ご返信ありがとうございます。
nullに変更しました。

[k_mail]

Java 基礎知識( オブジェクトの比較 )【 Okapi Project 】
http://www.okapiproject.com/java/java_ref/foundation/manual_06.htm
拝見しました。

『1. オブジェクトの比較』では
オブジェクトに格納されている値を比較するには、 epuals( ) メソッドを利用します。
『2.1. equals() メソッドの実装』では、
Object クラスが実装する equals( ) メソッドは参照値が同じであることを評価するため、（自分で作成したクラスで値の同値性を評価したい場合は、equals( ) メソッドを実装しなければいけません。）
とあります。

『1. オブジェクトの比較』では「格納されている値（参照値でない）」一方、
『２. １equals() メソッドの実装』では「参照値（メモリのアドレス）」となっているのはなぜでしょうか。
それとも何か勘違いしているのでしょうか

[argius]

「Object クラスが実装する equals( ) メソッドは参照値が同じであることを評価するため」確かにこの部分は少し分かりにくいですね。

もう少し分かりやすく言い換えると、
「Objectクラスが実装している equals( ) メソッドは、参照値が同じであることを評価する実装（つまり==と同じ）になっているため」です。
なので、equals(Object)メソッドをオーバーライドしないと、==とequalsは意味が同じになってしまいます。
全く同じインスタンス以外でもequalsがtrueになるようにするには、equals(Object)メソッドをオーバーライドしないといけないのです。

[k_mail]

返信が遅くなり申し訳ございません。
equals(Object)メソッドをオーバーライドしないと、==とequalsは意味が同じになってしまうのですね。
素晴らしい回答有難うございます。
今回ベストアンサーを決めかねたのですが、スコアを見て別の方を優先させていただきました（スコアと関係あるのかよく分かっていませんが。。。）
参考リンクも貼っていただき、非常に勉強になりました。
有難うございました。

追記
失礼ながら勝手にフォローさせていただきました。

[argius]

ご解決されたようで良かったです。

また、フォローしていただきありがとうございます。