java-fundamentals

Java の基礎スキル

本番品質のパターンを使って、Java プログラミングの基礎を習得します。

概要

このスキルでは、Java 8〜21 の構文、オブジェクト指向プログラミング、コレクション、Streams API、例外処理など、Java の基礎を扱います。

このスキルを使用する場面

次のような場合に使用します。

• クリーンで慣用的な Java コードを書く
• オブジェクト指向プログラミングの原則に従ってクラスを設計する
• 適切なコレクション型を選ぶ
• 関数型プログラミングのパターンを実装する
• 例外を適切に処理する

対象トピック

コア構文（Java 8〜21）

• 変数、データ型、演算子
• 制御フロー、メソッド、クラス
• レコード（Java 16 以降）、シールドクラス（Java 17 以降）
• パターンマッチング（Java 21）

オブジェクト指向プログラミング

• クラス、継承、ポリモーフィズム
• インターフェースと抽象クラス
• SOLID 原則

コレクションフレームワーク

• List：ArrayList、LinkedList
• Set：HashSet、TreeSet
• Map：HashMap、ConcurrentHashMap
• Queue：ArrayDeque、PriorityQueue

Streams API

• filter、map、flatMap、reduce、collect
• Optional の処理
• 並列ストリーム

例外処理

• チェック例外と非チェック例外
• try-with-resources
• カスタム例外

クイックリファレンス

// Record (Java 16+)
public record User(String name, String email) {}

// Pattern matching (Java 21)
String format(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> "Int: %d".formatted(i);
        case String s -> "String: %s".formatted(s);
        default -> obj.toString();
    };
}

// Stream operations
List<String> names = users.stream()
    .filter(User::isActive)
    .map(User::getName)
    .sorted()
    .toList();

// Optional handling
String name = Optional.ofNullable(user)
    .map(User::getName)
    .orElse("Unknown");

コレクションの選択

必要な機能	使用するもの	理由
インデックスによるアクセス	ArrayList	O(1) のランダムアクセス
一意な要素	HashSet	O(1) の contains
ソート済みの一意な要素	TreeSet	O(log n) でソート
キーと値のペア	HashMap	O(1) の get/put

トラブルシューティング

問題	原因	解決策
NullPointerException	null 参照	Optional を使用する
ConcurrentModificationException	反復処理中に変更	Iterator.remove()
ClassCastException	型が不正	ジェネリクスを使用する

使用方法

Skill("java-fundamentals")