サブクラスのオブジェクトをスーパークラス型変数に代入する理由はなぜですか

Question

Java SE7 Silver の資格を目指し勉強中の学生です。
実務経験はありません。

ポリモーフィズムについて質問です。
なぜ、サブクラスのオブジェクトをスーパークラス型変数に代入するのでしょうか。

サブクラスのメソッドやフィールドが使えなくなるので、不便になるのでは、と思います。
また、extendsやimplementsの時にしか使えず、すでに継承や実装をしているので、
わざわざ、型を明示しなくても使えるのではと思いました。

１ class A{
２ public A(){
３ System.out.println("A");
４ }
５ }

１ class B extends A{
２ public B(){
３ System.ou.println("B");
４ }
５ }

これらのクラスを利用する以下のプログラムを実行したときの結果は？

１ public class Main{
２ public static void main(String[] args){
３ A a = new B();
４ }
５ ｝

回答は「A Bと表示される」です。

子クラスのコンストラクタを呼び出すと、必ず親クラスのコンストラクタが先に処理されるということは回答を見てわかりました。
ただ、Mainクラスの
A a = new B();
について、すでにクラスBはAを継承しているので
B a = new B();
でもいいのではと思いました。

実務を積まないと分かりにくいとネットに書いてありましたが、
どうぞ、よろしくお願いします。

Answer 1

スーパークラス（もしくはインターフェース）とサブクラスを実装するのが別人だとするとどうでしょう。

ライブラリ側がインターフェースAだけ用意していて「適切な実装作って渡して」という形を取っていた場合、ユーザーがサブクラスBを作ってライブラリに渡すことになります。渡す時には必ずA型としてです。だってライブラリ側はB型なんて知らないんだから受け取りようがありません。

こうやって「実装のことは知らないけど」で受け渡しすることを疎結合であると言います。疎結合であるとモジュール同士（ここでは、ライブラリとユーザープログラム）が不必要に干渉しあいません。どちらかに修正を加えても、他方に及ぼす影響が限定されるのです。

Answer 2

これは、オブジェクト指向が満たすべき原則である「リスコフの置換原則」を表しています。
ざっくり言うとスーパークラスの型変数にはサブクラスのインスタンスを入れることが原則的にできるということを表しています。

実戦でも使います。
例えばAのサブクラスCを作り、Aにメソッドを追加し、サブクラスであるB,Cでそのメソッドをオーバーライドします。
List<A>の型変数を宣言した時にこのリストにはリスコフの置換原則からA,B,Cのインスタンスを格納できます。
このリストをfor文で全件操作し、メソッドを呼ぶとA,B,Cのインスタンスは自分が呼び出すべきメソッドを呼びます。これをポリモーフィズムと言います。

ポリモーフィズムの達成以外にも拡張性の良さなどいろいろあります。

Answer 3

オブジェクト指向プログラミングは、やってみったらわかるというのが多いので、まあそんなもんだと思って読んでください。

サブクラスをスーパークラスの方で受け取るのは、スーパークラスのと一緒くたに使いたいし、サブクラスのメソッドもフィールドも使わないからです。もちろん、その必要があるときにはサブクラスで宣言する必要があります。

とはいえ例のように、newの左でスーパークラスが宣言を書くことはそんなに多くないです。
ポリモーフィズムを使うことが多いのは、スーパークラスを引数に持ったメソッドにサブクラスを代入する場面です。これを型毎にメソッドを作っていては、型宣言以外違いがないメソッドが大量に作る必要が出てきます。

どの型を使う方、場合によりけりですが、知らなくていいことは知らないままのほうがややこしくなくていいよねという感じをオブジェクト指向プログラミングから受けます。