【文系でもわかるJavaプログラミング】1.初めの第一歩

Javaプログラミング学習の第一歩は「こんにちは」(Hello World!のことも多い)の文字列を表示させることです。多くの入門書がこの手順から始まっています。

たったこれだけのことですが、開発環境を導入して、コードを記述して、慣れないコマンドプロンプトを使用して・・・と意外と時間がかかるかもしれません。一つ一つ確認しながらじっくりと進めていきましょう。

まず、学習を始めるにあたって用意をするべきものがいくつかありますので確認をするところから始めましょう。



 

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【プログラミングスクールを利用するメリット】

JavaはWebアプリケーションなどを作ることができるプログラミング言語です。独学だと基本事項からなかなか抜け出せず、アプリを作るイメージができずに挫折してしまう人も多いです。紹介する二つのプログラミングスクールのJavaコースはWebアプリケーションを作ることを前提にカリキュラムが組まれていますので、より実用的な内容を学ぶことができます。

 

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Javaコース

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Javaマスターコース

 

プログラミング学習の準備

プログラミング学習を始めるには以下の準備が必要です。また、このサイトではWindows10の環境での学習を想定しています。

使用するもの

パソコンとインターネット環境があるのは大前提。

JDK(Java開発環境)

こちらを参考にしてください

メモ帳

コマンドプロンプト

→Windowsなら入っているはずです

以上の用意ができたらいよいよプログラミングを始めることができます。それでは早速プログラムのコードを書いていきましょう。

プログラムのコードを書く

メモ帳を開き、次のコードを書いてください。

このコードは「こんにちは」と出力するコードです。初めてJavaを勉強した時には必ずと言っていいほどこのコードを書きます。

初めは意味が全く分からないコードだと思いますのでコピーして貼り付けでもいいと思います。

ここで重要なのは、どこにプログラムを書いてどうやってプログラムを動かすのかということです。

では、このコードを実際に動かしてみたいと思います。

【※補足】

プログラムはテキストエディタを利用して記述します。テキストエディタには様々なアプリケーションがありますが、Windows環境に標準的に入っているアプリケーションはメモ帳です。メモ帳は簡単な機能しかないテキストエディタですが、ここでの学習には十分ですのでメモ帳を利用することにします。

 

プログラムを動かすためにすること

プログラムを動かすためには「プログラムを保存する」→「コンパイルをする」→「実行する」の手順が必要となります。順を追って説明していきます。

プログラムを保存する

先ほど書いたコードを保存します。その前に、プログラムを保存する場所を決めます。プログラムを保存場所はどこでもいいのですが、ここではわかりやすくCドライブ直下に保存することにします。

このようにCドライブの中に「JavaTest」というフォルダを新規作成します。名前も特になんでも大丈夫です。

保存には、メモ帳で「名前を付けて保存」をします

この時ファイル名を「Test1」にし、拡張子を「java」にします。拡張子とはドット(.)の後に続くもので、メモ帳は普通に保存すると「.txt」になります。そこで、この「txt」になる部分を「java」にします。

文字コードは「ANCI」に設定します。デフォルトの「UTF-8」だとあとで文字化けが発生しますので注意してください。

保存場所は先ほど作ったJavaTestフォルダにします。

これでJavaファイルが保存できました。

ポイント

「Test1.java」にして保存をする

文字コード「ANCI」にして保存をする




コマンドプロンプトを起動してコンパイルをする

コマンドプロンプトを開きます。コマンドプロンプトは検索窓で「cmd」と検索すると出てきます(普通にコマンドプロンプトと打っても出てきますが)。

このコマンドプロンプトでコンパイルをします。

コンパイルとはプログラムのコードを変換してコンピュータがわかる機械語にすることです。

コンピュータはプログラミング言語を直接理解ができるわけではありません。そこでコンパイラと呼ばれる変換器を用いて機械語にする必要があります。そのコンパイルの方法をこれから見ていきましょう。

まず、コンパイルをするためにはコマンドプロンプトがプログラムのあるフォルダと同階層にいないといけません。「cd 保存したフォルダ名」と入力すると、そのフォルダに移動できます。先ほど「C:\JavaTest」に保存したので「cd C:\JavaTest」になります。

このような画面になれば準備完了です。いよいよコンパイルになります。

コンパイルには「javacコマンド」を使用し、「javac Test1.java」とするとコンパイルができます。

これでコンパイル完了です。特に「完了しました」というような画面は出ないので実感はありませんが、JavaTestフォルダを見直すと、「Test1.java」のほかに「Test1.class」ができています

これはjavacコマンドを使ってコンパイルしたことによってできたバイナリファイルになります。バイナリファイルはコンピュータがわかる機械語で記述されています。

ポイント

コンパイルとはプログラムのコードを機械語にすること

コンパイルをするにはコマンドプロンプトでjavacコマンドを使用する

コンパイルをする前にcdコマンドを使用してフォルダを移動する

実行をする

ここまできたらいよいよ実行をします。コンパイルできたプログラムを実際に動かすことを実行といいます。

実行には「javaコマンド」を使用し、「java Test1」を入力すると実行できます。実行の際はコンパイルと違って「.java」を付けないということに気を付けましょう。

「こんにちは」と出てきたら成功です。

ポイントプログラムの実行はjavaコマンドを使用する。拡張子はつけない。

エラーが発生したら

ここまでは順調にいった例を紹介しましたが、プログラムを少しでも間違えるとエラーが発生する恐れがあります。エラーにはコンパイルエラー実行時エラーの2種類あります。

コンパイルエラー

コンパイル時に表示されるエラーです。プログラムに文法的な誤りがある場合に表示されます

例えば、次のようなソースファイルはコンパイルエラーになります。試しにやってみましょう。

このソースコードの3行目、printlnメソッドですが、カッコが閉じられていません。これをコンパイルするとどうなるでしょう

javacコマンドを使ってコンパイルをすると、このようなエラー表示がされます。きちんと「)」がないことを教えてくれていますので、そこを修正して再度コンパイルをします。

実行時エラー

実行時エラーコンパイラが探すプログラムの文法的誤りはクリアしたものの、実行時に発生するエラーです。次のコードは実行時エラーになるコードです。

javacコマンドでコンパイルまではできますが、その後javaコマンドで実行をしようとするとエラーが出てきて実行ができません。

このプログラムは2行目の「public static void main(String args)」の部分が誤っています。このコードは文法的にはメソッドと呼ばれるもので、メソッドの文法的には「(String args)」でも問題ありません。しかし、Javaのプログラムにはメインメソッドと呼ばれる特別なメソッドが書かれている必要があります。メインメソッドは必ず「(String[] args)」(又は「(String args[])」)と書かれている必要があるため、このコードではメインメソッドとは判断されずに実行時にエラーが出てきます。

エラーとの闘い

プログラミングはエラーとの戦いです。しっかりプログラムを書いたつもりでも、ちょっとした誤りでエラーが発生します。そしてそのエラーが取れずに苦労するのです。

特に独学ではエラーの解消の仕方がわからず、挫折をしてしまうということも多いと思います。

そういった場合にはやはりプログラミングスクールは強いです。プログラミングスクールにはメンターといって、いろいろな質問に答えてくれる人がいますので、経験豊富な人に聞けば一発で原因がわかることもあります。独学ではなくプログラミングスクールに登録する意義はそういったところにこそあるのだと思います。

それでもどうしても費用の関係で独学で進める場合はインターネットで検索したり、本を読んだりする必要があるでしょう。独学で勉強してきたけどエラーの原因が特定できない、どうしよう、そんな人がたくさんいると思います。ゆくゆくはそんなときに役立つコンテンツを充実させていきたいと思っています(何年後か・・・)。

統合開発環境の導入

今回は「こんにちは」と出力をするだけの簡単なコードを実行してみました。実行するまでには保存をし、コンパイルをしてから実行するという複雑な手順を踏みました。これが結構面倒くさいと感じた人は多かったのではないでしょうか。また、テキストエディタのメモ帳も使いにくいです。

そこで、Javaのプログラムを書くこと、実行することを手助けしてくれるツールがあります。そのツールを統合開発環境(IDE)といい、代表的なものにEclipseがあります。今後はこのEclipseでの開発を前提に話を進めていきます。

Eclipseとは

Eclipse(イクリプス)はIBM社によって開発された統合開発環境です。オープンソース化されており、無償で誰もが自由に使うことができます。そのため企業や個人を問わず様々な開発者が利用しています。Eclipseは様々なプログラミング言語の開発に対応していますが、特にJavaの開発では広く利用されています。

Eclipseは2001年のリリース以降現在まで複数のバージョンが公開されています。バージョン3.2から4.8までのバージョンには「Photon」などのコードネームが付けられていますが、バージョン4.9以降はコードネームは廃止されていません。この記事を執筆している2019年11月16日現在の最新版はバージョン4.13となります。

Pleiades All in one

Eclipseはそれ単体でも使うことができますが、プラグインを追加してカスタマイズをすることによってより使いやすくすることができます。とはいえ、初心者がいきなり色々とカスタマイズをするのは無理があるため、使いやすいようにある程度カスタマイズした形で提供されているものがパッケージと呼ばれます。

パッケージの中でも日本人が使いやすいように日本語化するプラグインが搭載されたパッケージPleiades All in oneパッケージです。手短に言うと、日本語化しているeclipseがPleiades All in oneパッケージです。当然、日本人の初心者が使いやすいのはこのパッケージですので、このサイトではこのパッケージを利用していきたいと思います。

ちなみにPleiades All in oneパッケージにはJDK(先にダウンロードしているJavaの開発環境)も搭載されていますので、いきなりこれをインストールしてもJavaを使用することができます。また、先にJDKをインストールしていても重ねてインストールしても特に問題はありません。

それでは、インストールをしていきましょう。Pleiades All in oneパッケージはここでダウンロードすることができます。
https://mergedoc.osdn.jp/

Pleiades All in oneパッケージのインストール

ダウンロードのページを開くとEclipseの様々なバージョンがダウンロードできます。

ここでは現在の最新版である左上の「2019-09」と書いてあるバージョン(4.13)をダウンロードします。ちなみに、インストールするパソコンが32ビットの場合は一つ右の「2018-09」でないとインストールできませんのでそちらを選択してください。

すると、ダウンロードページになります。私は64ビットのWindowsを使用していますので、「Windows 64bit」の「Full Edition」「Java」を選択します。

ダウンロードが始まります。「名前を付けて保存」をして、自分がわかるフォルダに展開してください。Windowsには「ダウンロード」というフォルダが用意されていますので、基本的にはそこにダウンロードするのが良いでしょう。

画像を見てわかる通り、1.5GBもある大きなファイルなので、ダウンロードにかなり時間がかかります。私がダウンロードした時も、20分ほどかかりました。

ダウンロードが完了したら、ダウンロード先のフォルダに移動します。zipファイルがありますが、これは圧縮ファイルなので解凍をする必要があります。解凍できない場合は解凍ソフトがインストールされていない可能性があります。無償で使うことができる解凍ソフトをインストールしましょう。Lhaplusは解凍ソフトの定番です。
https://forest.watch.impress.co.jp/library/software/lhaplus/

Lhaplusがインストールされている場合、「右クリック」>「解凍」>「出力先を指定して解凍」で解凍ができます。

解凍先を指定することができますが、画像のようにCドライブ直下に解凍することをお勧めします

これでEclipseのインストールは完了です。

Eclipseを使う

それでは、Eclipseで「こんにちは!」と出力するプログラムを動かしてみましょう。

Eclipseはeclipse.exeという起動ファイルで起動ができます。exlipse.exeは先ほどダウンロードしたCドライブから「pleiades」>「exlipse」のフォルダにあります。ちょっと面倒な場所にあるので、ディスクトップにショートカットを作成しておくと便利です。

Eclipseを起動すると最初は少し時間がかかります。

このような画面が出てきたら、「起動」をクリックします。ちなみにこのワークスペースとはJavaのソースコード(先ほどのコードの例でいうと「Test1.java」と「Test1.class」)を格納するフォルダのことです。この場合、「pleiades」>「workspace」というフォルダにJavaのソースコードが格納されます。

Eclipseが起動されると次のような画面になります。Javaのプログラムを作成する場合、左上の「Javaプロジェクトの作成」をクリックします。ちなみに、ワークスペースにプロジェクトがある場合はこの画面にはなりませんので、右クリック>「新規」>「Javaプロジェクト」を選択します。

プロジェクト名を決める必要がありますが、これは何でも構いません。ここでは「Test1」にしています。

完了をクリックすると次のような画面が出ます。ここではmodule-info.javaは必要ないので「作成しない」をクリックします。

Javaプロジェクトを作成すると、パッケージ・エクスプローラー」に「Test1」というプロジェクトが作成されます。その中には「JREシステムライブラリー」「src」という二つの階層があり、「src」の中にJavaのプログラムを書いていきます。

右クリック>「新規」>「クラス」をクリックすると、Javaのプログラムを書くことができます。

Javaクラスの「名前」の部分は、テキストファイル(メモ帳など)に付ける名前となります。最初の例と同じにするため、ここでは「Test1」とします。

完了をクリックすると、エディタ画面にプログラムを書けるようになります。

ここにプログラムを書きます。

実行は左上にある緑色の実行ボタンの横、「▼」をクリックします。「Javaアプリケーション」をクリックします。

すると「保存して起動」という画面が表示されます。先ほど書いた「Test1.java」が選択されていることを確認してOKをクリックします。

すると、コンパイル実行が一気に行われ、左下のコンソール画面に「こんにちは!」が表示されます

これで実行が完了です。

ここで、今後の開発のためにこのファイルがどこにあるかを確認しておきましょう。

「pleiades」>「workspace」に行くと、「Test1」フォルダが作成されています。この中の「src」フォルダに「Test1.java」が格納されています。また、実行をするとここに「Test1.class」が格納されます。

今後、Javaプロジェクトを作成するとworkspaceフォルダにフォルダが増え、ソースコードはその中のsrcフォルダに格納されていきます。

また、削除する場合は「パッケージ・エクスプローラ」を削除しただけでは消えない場合があるので、その場合はフォルダごと削除する必要があります。

Eclipseのアンインストール

Eclipseが不要になった場合や最新版が出て入れなおしたくなった場合など、アンインストールをしたいことがあると思います。

Eclipseはインストーラーなどがなく、アンインストールのアプリケーションもありません。そのため、アンインストールしたい場合はpleiadesのフォルダを削除するだけでOKです。

統合開発環境を使うときに留意したいこと

Eclipseを始めとする統合開発環境はあくまで開発しやすくするためのツールです。基本的にはプログラムの保存→コンパイル→実行の手順を踏んでプログラムを動かすイメージをもったほうが、今後の勉強を進めやすいです(Eclipeseでは保存から実行まで一気に行えてしまいます)。

例えばコンパイルエラーと実行時エラーの違いは、初めからEclipseを使っているとわかりにくくなります。また、何かの開発でEclipseが使えない環境でもコマンドプロンプトで実行できるように勉強しておくのは無駄ではありません。

ここからはEclipseを用いての開発を前提としていますが、折に触れてソースコードをコマンドプロンプトで実行してみるとよいでしょう。



まとめ

この章では、Java開発の基礎の基礎である「こんにちは!」と出力するプログラムの実行方法を書いてきました。

ここではプログラムの開発方法を二つ学びました。

Javaプログラムの開発方法【テキストエディタとコマンドプロンプトによる開発】

基本的なJavaの開発方法です。普通のWindowsOSなら、JDKさえインストールすればプログラムを書いて実行をすることができます。

 

 

【統合開発環境 Eclipseによる開発】

Eclipseを使った開発は様々な現場で使われています。テキストエディタと違い、Javaのプログラムを書きやすくする機能が搭載されているほか、コンパイルと実行も簡単に行うことができます。

多くの解説書でもEclipseによる開発方法が紹介されていますので、今後はこちらを前提に書いていきますが、基本的な開発方法として「テキストエディタとコマンドプロンプト」があることをしておいてください。