java interface使用のプログラムの流れが分かりません

Question

###java言語です。

###コード、実行結果は下記のようになります。

###どうして実行結果の様になるのか分かりません。処理の流れを教えてください。宜しく御願い致します。

コード
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Sample {
	public static void main(String[] args){
		LayoutBase layout = new LayoutBase();
		
		layout.addChild(new GridLayout());
		layout.addChild(new FlowLayout());
		
		layout.flush();
	}
}
interface Layout{
	void addChild(Layout layout);
	
	void flush();
}
class LayoutBase implements Layout{
	String tag = "root";
	
	List<Layout>child;
	
	public LayoutBase(){
		child = new ArrayList<Layout>();
	}
		
	public void addChild(Layout layout){
		child.add(layout);
	}
	
	public void flush(){
		System.out.println("</" + getTag() + ">");
		for(Layout c:child){
			c.flush();
		}
		System.out.println("</" + getTag() + ">");
	}
	String getTag(){
		return tag;
	}
}
class GridLayout extends LayoutBase{
	String getTag(){
		return "GridLayout";
	}
}
class FlowLayout extends LayoutBase{
	String getTag(){
		return "FlowLayout";
	}
}

###実行結果
</root>
</GridLayout>
</GridLayout>
</FlowLayout>
</FlowLayout>
</root>

Answer 1

下のコード内で説明して見ました
番号順に説明してあります

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Sample {
    public static void main(String[] args){
//①LayoutBaseオブジェクトのインスタンスを変数layoutに入れる
//この時、new LayoutBase() してLayoutBaseオブジェクトのインスタンスを作成した時に
//LayoutBaseクラスのコンストラクタである    public LayoutBase(){}が呼ばれ
//予めLayoutBaseクラス内で宣言されていた    List<Layout> 型の変数child内に
//new ArrayList<Layout>() が代入される
        LayoutBase layout = new LayoutBase();


//②layout変数に入っているLayoutBaseオブジェクトのインスタンス内のaddChild()メソッドを呼び出す
//引数にnew GridLayout(),new FlowLayout()を入れて二回実行する
//この時、addChildメソッドの引数は    public void addChild(Layout layout){のように
//Layout型になっているため このメソッドの引数にはポリモーフィズムを用い
//Layoutインターフェースをimplementsしたクラスを入れて呼び出す事ができる
//二回呼び出した結果addChild内の操作により
// List<Layout> 型の変数child内のインスタンスnew ArrayList<Layout>()内に
//new GridLayout()・・・・クラスGridLayoutのインスタンスと
//new FlowLayout()・・・・クラスFlowLayoutのインスタンスが一つずつ入る

        layout.addChild(new GridLayout());
        layout.addChild(new FlowLayout());

//③layout変数に入っているLayoutBaseオブジェクトのインスタンス内のflush()メソッドを呼び出す
//flushメソッド内での操作は
//・・・・④に続く

        layout.flush();
    }
}
interface Layout{
    void addChild(Layout layout);

    void flush();
}
class LayoutBase implements Layout{
    String tag = "root";

    List<Layout>child;

    public LayoutBase(){
        child = new ArrayList<Layout>();
    }

    public void addChild(Layout layout){
        child.add(layout);
    }

    public void flush(){
//④ </ と > の間にメソッドgetTag()の返り値が結合されて表示され改行される
//getTag()の返り値とはString tag = "root";で代入されている値root
//よって</root>が表示される

        System.out.println("</" + getTag() + ">");

//⑤拡張for文により変数child内に入っているインスタンスが順にLayout型の変数cに代入されて{}内で実行される
//c.flush();により各インスタンス内のflushメソッドが呼び出されるが、
//flushメソッドは各オブジェクト(GridLayout,FlowLayout)ではオーバーライドされておらず、
//それらが共通でextendsしているクラスLayoutBaseのみでオーバーライドされている
//よって、これらのオブジェクトが入っているLayout型変数cからflushメソッドを呼び出した場合
//ポリモーフィズムの働きによりLayoutBase内でオーバーライドされたflushメソッドが実行され
//その呼び出されたそれぞれのオブジェクト(GridLayout,FlowLayout)内のflushメソッドは
//その内部で</ と > の間にメソッドgetTag()の返り値が結合されて表示し改行する
//この時、メソッドgetTag()はそれぞれのオブジェクト(GridLayout,FlowLayout)内でオーバーライドされており、
//GridLayout内メソッドのgetTag()では"GridLayout",FlowLayoutメソッドのgetTag()では"FlowLayout"
//を返す
//その後それぞれのオブジェクト(GridLayout,FlowLayout)内のflushメソッドは
//      for(Layout c:child){
//          c.flush();
//        }
//部分を実行しようとするが、この時GridLayout,FlowLayoutそれぞれのオブジェクト内では一度もaddChildメソッドが実行されていないので
//これらのオブジェクト内のList<Layout>child;にはGridLayout,FlowLayoutそれぞれのオブジェクトの生成時のコンストラクタの動作
//により生成されたnew ArrayList<Layout>()が入っているだけでこのインスタンス内には値が入っていない よって
//上記拡張for文内では何も表示されず
//その後のSystem.out.println("</" + getTag() + ">");により
//</ と > の間にメソッドgetTag()の返り値 すなわち
//GridLayout内メソッドのgetTag()では"GridLayout",FlowLayoutメソッドのgetTag()では"FlowLayout"が結合されて表示され改行される
//これらがそれぞれのオブジェクト内にて順に実行され
//</GridLayout> 
//</GridLayout> 
//</FlowLayout> 
//</FlowLayout> 
//と表示された後
//上の⑤先頭部分の拡張for文を抜けて次の文に進み
//</ と > の間にメソッドgetTag()の返り値が結合されて表示され改行される
//getTag()の返り値とはこの場合String tag = "root";で代入されている値root
//よって</root>が表示される
//ここでmainメソッドで呼び出したflushメソッドが終了しmainメソッドが終わりプログラムは終了する
  
        for(Layout c:child){
            c.flush();
        }
        System.out.println("</" + getTag() + ">");
    }
    String getTag(){
        return tag;
    }
}
class GridLayout extends LayoutBase{
    String getTag(){
        return "GridLayout";
    }
}
class FlowLayout extends LayoutBase{
    String getTag(){
        return "FlowLayout";
    }
}

Comments

[naka28]

swordoneさんが簡潔に、tetratailさんが具体的に解説して下さったので、両方でやっと理解できました。
ありがとうございました。これで眠れます。

Answer 2

interface余り関係ないですが…
まずlayoutのflush()が実行されますので、layoutに対して

System.out.println("</" + getTag() + ">");
```が実行されます。layoutのgetTag()は"root"を返すため、</root>が表示されます。
次に、拡張for文でまず最初に追加したGridLayoutのflush()が実行されます。
GridLayoutの拡張for文に入る前の文で</GridLayout>が出力されます。
その後GridLayoutの拡張for文に入りますが、GridLayoutには何も入っていないので何もせず抜けます。
そして抜けた後の文で</GridLayout>が表示されます。
追加されたGridLayoutのflushが終了し、layoutの拡張for文が次に進み、FlowLayoutのflushが実行されます。
先ほどのGridLayoutの流れと全く同じ理由で、2回</FlowLayout>が実行されます。
ここでlayoutの拡張for文が終了し、layoutのfor文が終了します。
そしてそのあとの文が実行され、</root>が出力されます。

Comments

[naka28]

swordoneさんが簡潔に、tetratailさんが具体的に解説して下さったので、両方でやっと理解できました。
ありがとうございました。これで眠れます。