java ポリモフィズムに関するコードの実行結果を解説していただけないでしょうか。

Question

現在、javaを独学で学んでいるのですが、以下のコードの実行結果が「10」となる理由がわかりません。

独自の解釈としては、A obj = new B();でスーパークラスAの型をもつ変数objでサブクラスBのオブジェクトを扱えるようにし、obj.func();の際はサブクラスに定義されたfuncメソッドが実行（サブクラスで宣言したnum変数がインクリメントされ「31」になる）され、その後System.out.println(obj.num);で「31」が出力されるのではと考えていましたが、異なるようでした。

答えから推測すると、System.out.println(obj.num)の際にはスーパークラスの変数を呼んでいるのではと思うのですが、メソッドを呼ぶ際は
「呼び出そうとしているメソッドが変数の型となっているクラスに定義されているかどうか」
をチェックし、定義されていた場合は
「実行時にインスタンス化されているオブジェクトのメソッドが呼び出される」
と認識しているのですが、変数を呼ぶ場合は上記のようなメソッドの呼び出し時とは異なり、サブクラスの変数ではなく、型となっているスーパークラスの変数を呼んでくるというルールなのでしょうか。

以下コードとなります。
初歩的な質問で申し訳ありませんが、よろしくお願いいたします。

class A {
  int num = 10;
  void func() { num++;}
}
class B exetends A {
  static int num = 30;
  void func() { num++;}
}
class Test {
  public static void main(String[] args) {
    A obj = new B();
    obj.func();
    System.out.println(obj.num);
  }
}

Answer 1

これは前回のメソッドの場合と似ていますね。

static変数はインスタンスとは結びつきませんので、
Bクラスのインスタンスのnumを参照した場合は、static int num = 30;は参照されず、
スーパークラスのフィールドint num = 10;の方を参照することになります。

修飾子を付けてみると分かりますが、
Aクラスはvoid func() { this.num++;}となるのに対し、
Bクラスはvoid func() { B.num++;}となります。
System.out.println(obj.num);のとき、B.numではなく、super.numを参照していると考えてみてください。

Bクラスでvoid func() { super.num++;}とすれば、少し思っていたものに近くなるのではないでしょうか。
（ちなみにここはthis.num++ではダメです。）

Answer 2

クラスBのfuncメソッドはクラスAのfuncメソッドをオーバーライドしています。
「obj.func()」で実行されたのは実際にはクラスBのfuncメソッドとなり、その中で「++」されているのはクラスBのstatic変数「num」です。
一方、出力しようとしている「obj.num」はクラスAインスタンスのフィールドを参照しているのでクラスAで定義されているインスタンス変数「num」が出力されます。
「31」を出力させたいなら「B.num」と書かなきゃなりません。

Comments

[BSS_sapporo]

ご解説ありがとうございます。
クラスBの変数がstatic変数であるため、クラスAの型を持つインスタンスで呼んでいる「obj.num」では呼ばれず、インスタンス変数であるクラスAのnum変数が呼ばれる、という理解で良いでしょうか。

Answer 3

↓ のアニメーションは eclipse を使っている様子です。
num の変数名のうえにマウスを置くと、どのクラスの num を指しているかポップアップで表示されます。
13 行目の num は クラス A の num でなく、B の num であることがわかります。

さらに↓のアニメーションでは、 B の num 宣言をコメントアウトしました。
すると、プログラムでの実行結果は 11 になります。
13 行目の num にマウスを置いたときの ポップアップでは A の num と表示されます。

さらに↓のスクリーンショットでは、A の num を private 宣言にしています。
(インスタンス変数は、private にして、 getter/setter メソッドを介してアクセスするほうがよいからです)

クラス B の func() 中では、 super.func() ともしています。
これは クラス A の func() を呼び出しています。

main メソッドでは、obj.getNum() と B.num の値を表示させるようにしました。
実行させると、11, 31 が表示されました。

以上の挙動がプログラムを実行させたり、eclipse の助けをかりなくてもわかるようになることが必要です。
でも、そもそも num という名前を クラス A, クラス B の両方でつかうことが混乱を招いてしまっています。
コードを読むときに誤解が生じにくくするためには、違う名前をつけるようにするのが好ましいです。