Java で private なメンバーは継承されるのでしょうか？

Question

Java で private なメンバーは継承されるのでしょうか？

Java の勉強中なのですが、継承でよく分からなくなってしまいました。
「クラス内からしかアクセス出来ない」のはカプセル化で勉強したので分かるのですが、
タイトルどおり private なメンバーが継承されるかどうか、検索しても、サイトによって、

1.継承されない
2.不可視のメンバーとして継承される
3.継承される
4.private は少し特殊(という煮え切らない書き方)

などあって、どう判断していいのか自信が持てません。

実際はどうなのでしょうか？

Answer 1

本やサイトがバラバラで何が正しいかわからなくなったときは、正式なドキュメント、つまり、Oracle社が公開しているJavaの仕様書を見るのが一番確実です。

The Java® Language Specification - Java SE 8 Edition | Chapter 8. Classes#8.2. Class Members

Members of a class that are declared private are not inherited by subclasses of that class.

翻訳: Java言語規定 クラス#8.2 クラスのメンバ ※ 少々古いですが、この部分は変更されていません。

private 宣言されているクラスのメンバは，そのクラスのサブクラスによって継承されない。

よって、1.継承されない が正しいです。

以上

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※ ここから長い蛇足が始まります。暇な方だけ読んでください。なお、C/C++に対するある程度の知識を前提とします。

「privateなメンバーは継承されない」と言っても、これは何を意味するのかを理解しなければ、言葉だけ覚えても意味がありません。それを深く掘り下げていきます。

まず、privateはアクセス修飾子で、それが宣言されたクラス内からしかアクセスできなくなするというアクセス制限です。

次に、**メンバー(member)はフィールド(field)とメソッド(method)と入れ子クラス(nested class)と入れ子インターフェース(nested interface)**の事です。__フィールドだけがメンバーではありません。__しかし、文脈によってはフィールドだけをメンバーと言ったりする人がいますので、注意が必要です。

最後に、継承される(be inherited)とは何かです。ここが一番難しく大切です。まず第一に、メンバーが継承されるというのは、子クラスでも親クラスのメンバーがそのまま使えることを意味します。子クラスからも使えるという意味ではありません。コンストラクタは継承されませんが、superを通して使用することは可能です。もう一つ、継承で重要なのは、継承されているものそのものを上書き変更できる場合があるということです。つまり、**継承されない(be not inherited)**とは、子クラスからそのまま使用することができず、上書きも変更もできない、つまり、完全に隠蔽されるものと考えられます。

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これらを踏まえて細かい動きを追ってみたいと思います。まずはstaticではないフィールドとメソッドです。早速、Javaの実際の動きを見てみましょう。

public class Oya {
    private String strPri;
    String strDef;
    protected String strPro;
    public String strPub;

    public Oya(String arg) {
        strPri = "Oya pri: " + arg;
        strDef = "Oya def: " + arg;
        strPro = "Oya pro: " + arg;
        strPub = "Oya pub: " + arg;
    }

    private String myNamePri() { return "Oya pri name"; }
    String myNameDef() { return "Oya def name"; }
    protected String myNamePro() { return "Oya pro name"; }
    public String myNamePub() { return "Oya pub name"; }

    public void printAllOya() {
        System.out.println("...Oya print...");
        System.out.println(strPri);
        System.out.println(strDef);
        System.out.println(strPro);
        System.out.println(strPub);
        System.out.println(myNamePri());
        System.out.println(myNameDef());
        System.out.println(myNamePro());
        System.out.println(myNamePub());
    }
}

public class Ko extends Oya {
    public String strPri;
    public String strDef;
    public String strPro;
    public String strPub;

    public Ko(String arg) {
        super(arg);
        strPri = "Ko pri: " + arg;
        strDef = "Ko def: " + arg;
        strPro = "Ko pro: " + arg;
        strPub = "Ko pub: " + arg;
    }

    public String myNamePri() { return "Ko pri name"; }
    public String myNameDef() { return "Ko def name"; }
    public String myNamePro() { return "Ko pro name"; }
    public String myNamePub() { return "Ko pub name"; }

    public void printAllKo() {
        System.out.println("...Ko print...");
        System.out.println(strPri);
        System.out.println(strDef);
        System.out.println(strPro);
        System.out.println(strPub);
        System.out.println(myNamePri());
        System.out.println(myNameDef());
        System.out.println(myNamePro());
        System.out.println(myNamePub());
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Ko ko = new Ko("fuga");
        ko.printAllOya();
        ko.printAllKo();
    }
}

Mainの実行結果は下記になります。

...Oya print...
Oya pri: fuga
Oya def: fuga
Oya pro: fuga
Oya pub: fuga
Oya pri name
Ko def name
Ko pro name
Ko pub name
...Ko print...
Ko pri: fuga
Ko def: fuga
Ko pro: fuga
Ko pub: fuga
Ko pri name
Ko def name
Ko pro name
Ko pub name

Koの中でOyaのstrPriはアクセスしようとしてもできません。エラーになってしまいます。そこで、KoでもstrPriを宣言して、使ってみようとしました。しかし、残念ながら、Oyaにあるメソッドの動作は相変わらずOyaのstrPriを見ています。それだけではなく、全てのフィールドがOyaを見ています。

Javaのフィールドは構造体(struct)のメンバーにとても似ています。いえ、似ているというよりも、Cの構造体を拡張したのがC++のクラスであり、JavaはC++のクラスを参考に作られているので、まさしくCの構造体を引き継いでいると言えます。ここで重要なのはフィールドはクラス毎に持っていると言うことです。子クラスで親クラスと同じ名前のフィールドを宣言しても、親クラスのフィールドを上書きするのではありません。全く別の物として扱われ、親クラスのフィールドは単に隠蔽される(hide)だけです。ちょうど、構造体を順に拡張していったような物です。構造体と違うのは、子クラスにその名前の物が無かったら、自動的に親クラスのその名前の物にアクセスが移るだけに過ぎません。しかし、まさしくこの自動的に親クラスのものが使われるという動きこそが継承です。

privateになっている場合は、親クラスの物を使おうとしても使えませんので、エラーになります。完全に見ることはできません。親クラスでpublicなgetterやsetterを使えば間接的にアクセスすることは可能でしょうが、**getterやsetterが本当にそのフィールドにアクセスしているのかという保証はどこにもありません。**それに、先ほども言ったとおり、何かしらの方法で使えるようになっていることは継承ではありません。

次にメソッドです。メソッドの場合はprivateだけOyaの中ではOyaの物を使っているのがわかると思います。JavaのメソッドはC++でいうvirtualが常に付いているような状態です。変数の型(クラス)が何であるかでは無く、常に、オブジェクト自体の型(クラス)によってメソッドを決定しています。いわゆるメソッドのオーバーライド(override)ができると言うことです。しかし、privateの場合のみ違います。privateのメソッドは上書きされず、全く別のメソッドとして独立して存在することになります。だから、Oyaの中ではOyaのメソッド、Koの中ではKoのメソッドがそれぞれ呼び出されるのです。

そう、つまりメソッドの場合も、privateであれば子クラスには完全に隠蔽され、それが何であるかは、何があるかは全くわかりません。フィールドのgetterのように親クラスにある他のpublicメソッドから呼び出すようになっていれば間接的に利用は可能です。しかしそれは、privateなフィールドと同じく、全く以て継承とは言えません。

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非staticのフィールドとメソッドは理解できましたね？わからなくても、そういうもんだと思ってください(上手に説明できている自信は無いのですが)。さて、staticの場合はどうなのかというとだいたい同じのような気がします(たぶん)。入れ子クラスと入れ子インターフェースはどうなるかはちょっとまだよく調べてないです。ということで残りは次回のお楽しみにとって起きたいと思います！(次回の予定は未定です)

Comments

[退会済みユーザー]

凄いです。本当にありがとうございます！

Answer 2

私は、
5.そもそもメンバに対して継承という言葉を使うこと自体誤り
だと思います。

そもそも継承とは、クラスの機能を引き継ぐために行うもので、親クラスのメンバはその結果としてついてきただけです。1~3の「継承」を「機能を持つ」などと読み替えれば、先述の通り継承したクラスは親クラスのメンバを持つため、

2.不可視のメンバーとして継承される
3.継承される

という答えになるでしょう。事実として機能を引き継いでいるわけですからね。しかし、継承したクラスからは親クラスのprivateメンバは見ることができないため、使いようがありません。そのため外見上、

1.継承されない

とみなすこともできるわけです。この通り厳密に解釈しようとすると厄介なので、

4.private は少し特殊(という煮え切らない書き方)

と書くところも存在するのでしょう。

しかしながら、機能を引き継いでいたとしても使えないのなら無いのと同じです。そのくらいの解釈で実用上は全く問題ないと思います。

Answer 3

以下のコードでは継承されたFOクラス内のprivateメソッド・変数に対してprivateでないFOクラス内のメソッド経由でアクセスしています
間違いなく継承はされているが、継承したクラスから呼び出そうとするとFOクラス内のprivateでないメソッドを経由してしか呼び出せない

ということになります

import java.util.*;

class ND extends FO {

	public static void main(String[] args) {

		opp();

	}

}

class FO {

	private static int io = 10;

	private static void op() {

		System.out.println(io);
	}

	static void opp() {

		op();
	}

}

Comments

[KiyoshiMotoki]

「privateでないメソッドを経由してしか呼び出せない」
に補足させていただくと、
これは
「ND と FO が同じパッケージに定義されている場合」
に限りますよ。

ND と FO が異なるパッケージに定義されている場合は、
「public または protected なメソッドを経由してしか呼び出せない」
となります。

[退会済みユーザー]

そうですね・・・

Answer 4

言い回しが難しいのかもしれませんが、
アクセスできないけど存在はするので、

2.不可視のメンバーとして継承される

じゃないですかね。

Answer 5

まず第一に継承はクラス単位で行うものです。「メンバが継承される」というのは表現が不適切です（publicであったとしても）。

基底クラスのprivateメンバは、同一クラス内のメンバ（主にメソッド）からのみアクセス可能であり、派生クラスからも直接アクセスできません。言い換えれば、「当該privateメンバと同一クラス内メンバを経由すればアクセスできる可能性がある」ともいえます。また、「同一クラス内のメンバからアクセス不可能であるならば存在する意味がない」ともいえます。

この性質上、privateメンバをアクセスする際には手段が一元化できる（バグやセキュリティホールの余地を狭められる）利点があります。

Answer 6

どれも解釈次第でどうとでも言えるので、
もっと原始的（誤解する余地がない）な部分、何ができて何ができないかだけ覚えればいいと思います。
例えば
・スーパークラスのprivateメソッドはサブクラスからアクセスできない
とか

Comments

[ishi9]

みなさんは継承されていると言っていますし、私もそれを明確な間違いとは思わないのですが

それを継承と言ってしまうと、継承を禁止するfinalのキーワードが付いた変数でも継承ができると言えなくもないんですよね

まぁただの屁理屈ですが