javaのstaticメソッドから同じクラス内のインスタンス変数の参照方法について

Question

###前提・実現したいこと
なぜ同じクラス内のインスタンスメソッドはインスタンス変数をそのまま
参照できるのに対し、staticメソッドからインスタンス変数を参照する場合
にはインスタンスを生成しなければならないのでしょうか。
宜しくお願い致します。

###発生している問題・エラーメッセージ
staticでない変数xをstaticコンテキスト内から参照することはできません

###該当のソースコード
class Sample1 {
public static void main(String[] args) {
Sample2 instanceA = new Sample2();
System.out.println(Sample2.getVal1());
System.out.println(Sample2.getVal2());
}
}

class Sample2 {
int instanceVal = 100;

public int getVal() {
	return instanceVal;
}

**public static int getVal2() {
	return instanceVal;
}**

}

###試したこと

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
より詳細な情報

Answer 1

例えばの話として、テレビを思い浮かべてください。
「テレビのチャンネルを変える」と言った場合、操作の対象となるテレビがないと「チャンネルを変える」という操作はできませんよね？「音量を変える」という操作も、対象のテレビがないと話になりませんよね？このように、操作の対象があって起動されるメソッドが非staticメソッド(=インスタンスメソッド)です。
一方、「何のチャンネルがあるかを調べる」場合、(地域が一緒なら)どのテレビだろうと、極端な話テレビがなくても、新聞などで知ることができますよね。このように、特定の対象を必要としないメソッドがstaticメソッドです。
「特定の対象を必要としない」ため、staticメソッドは対象となるインスタンスがないものとして起動します。対象のテレビを必要としないという仕事なのに、「対象のテレビの操作をしろ」とは言えないわけです。

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[take_take]

例がとても分かりやすかったです。ご回答有難うございます！

Answer 2

非staticフィールド(=インスタンス変数)は文字通り「特定のインスタンスの中に存在するフィールド」ですので「どのインスタンスか」を特定しなければ「そのフィールド(インスタンス変数)がどこにあるかがわからないので」アクセスできません。

非staticメソッドは特定のインスタンスに対してしか起動できないものであり、かつ起動された際にはどのインスタンスに対して起動されたかをthisを通じて明示的(または暗黙的に)アクセスできます。非staticフィールドはメソッドの起動対象であるthisを介してアクセスできます。

一方staticメソッドは特定のインスタンスを仮定せずに起動するものであり、起動の際には起動対象のインスタンスを表すthisは使えないものです。ゆえにstaticメソッドからは非staticフィールド(=インスタンス変数)はアクセスできません。

Comments

[take_take]

理解出来ました！有難うございます！

Answer 3

staticメソッドからどのインスタンスの変数にアクセスしたいのかコンパイラが判別できないためです。

クラス「Sample2」は1つしか作成することができませんが、インスタンスはクラス「Sample2」をもとに「instanceA」、「instanceB」、「instanceC」のように複数作成することができます。
今回はたまたま１インスタンス「instanceA」しか作成されていないので理解しにくいと思いますが、上記の通り「インスタンスは１クラスから複数作成することができる」というところがポイントとなります。
また、インスタンス変数やインスタンスメソッドは、各インスタンスごとに存在します。
一方、static変数やstaticメソッドは、各インスタンスには存在せず、クラスをいくらインスタンス化してもクラスに１つしか存在しません。

上記を踏まえた上で、
例えば「Sample2」から複数のインスタンス「instanceA」、「instanceB」、「instanceC」を作成した場合、「instanceAのinstanceValとgetVal()」、「instanceBのinstanceValとgetVal（）」、「instanceCのinstanceValとgetVal()」といった感じで変数とメソッドが各インスタンスにセットで割り当てられます。
各インスタンスメソッドからはセットになっているインスタンス変数をそのまま参照できます。
一方、クラス「Sample2」に１つしかない（各インスタンスには存在しない）staticメソッド「getVal2」からは、どのインスタンスの変数を参照したいのかわからないためエラーとなります。

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[take_take]

ご回答有難うございます。複数のインスタンスを作成してもう一度確認してみます！

Answer 4

class Sample{
    Private int i;
    public Sample(int value){
        this.i = value;
    }

    public getValue(){
        return i;
    }

    public static Test(Sample c){
       Sample a = new Sample(1);
       System.out.println(a.GetValue()); // 1 が表示される

       Sample b = new Sample(2);
       System.out.println(b.GetValue()); // 2 が表示される

       System.out.println(a.GetValue()); // やっぱり 1 が表示される(bによって上書きされない）

       System.out.println(this.i); // static メソッドは a でも b でも無いのでエラー
    }
}

インスタンスが別ならインスタンス変数も別という点を思い出してください。（多分、以前に学習しているハズ）

staticメソッドはインスタンスを必要としません。逆を言うとインスタンスを指定せずに実行されるので、どのインスタンス変数を参照して良いのか判らずにエラーとなります。

上記のコードで示したとおり、同じクラスのインスタンスは１つとは限らないのです。したがって、変数を使うためにはいずれかのインスタンスが必要となります。

Comments

[take_take]

ご回答有難うございます。ソースコードも載せて頂いたので分かりやすく感じました。