Javaのオーバーロードとは？例を用いてメリット・デメリットをわかりやすく解説

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Javaのオーバーロードとは

Javaでプログラミングを行う際、効率の良い開発を行うために知っておきたい概念の1つに、オーバーロードがあります。

Java入門！概要やメリット、基本事項について徹底解説！

オーバーロードとは

Javaのオーバーロードは、同じメソッド名を使って複数の内容のメソッドを定義する機能です。次の2つのメソッドの例を見てください。

public void display(int num) {
  System.out.println(num);
}

public void display(String text) {
  System.out.println(text);
}

これらの2つのメソッドは同じ名前ですが、引数の型が異なります。そのため、Javaコンパイラーは、呼び出し元から渡された引数がint型とString型どちらであるかを見分けて、適切なメソッドを呼び出します。これがオーバーロードです。

オーバーロードを活用することで、柔軟で効率的な開発を行うためのさまざまなメリットが得られます。しかし、オーバーロードできない条件や、気を付けるべきポイントも存在します。

この記事では、Javaのオーバーロードについて詳しく知りたい方のために、その基本的な構文や仕組み、注意点やメリットなどを解説し、実際の使い方もわかりやすく説明します。

Javaのオーバーロードの概要

ここでは、Javaのオーバーロードの条件、オーバーロードを成り立たせるシグニチャの知識、コンストラクタのオーバーロードなど、オーバーロードの概要について説明します。

オーバーロードの条件

Javaでオーバーロードの条件は、既存のメソッドと同じ名前のメソッドを、引数の数・型・順番を変えて宣言することです。それぞれの例を見てみましょう。

■引数の数が異なるオーバーロード

   // 元のメソッド
    public void printMessage(String message) {
        System.out.println("Message: " + message);
    }

    // 引数の数が異なるオーバーロード
    public void printMessage(String message, int times) {
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            System.out.println("Message: " + message);
        }

元のメソッド「printMessage」は、引数がString型の「message」だけです。同じメソッド名でint型の「times」を引数として追加すると、元のメソッドと引数の数が2個で異なるため、オーバーロードできます。

■引数の型が異なるオーバーロード

    // 元のメソッド
  　public void printNumber(int number) {
        System.out.println("int: " + number);
    }

    // 引数の型が違うオーバーロード
    public void printNumber(double number) {
        System.out.println("double: " + number);
    }

元のメソッド「printNumber」は、引数がint型の「number」です。同じメソッド名で、引数の型が異なるdouble型の「number」を宣言すると、元のメソッドと引数の型が異なるため、オーバーロードできます。

■引数の順番が異なるオーバーロード

    // 元のメソッド
    public void printInfo(String name, int age) {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
    }

    // 引数の順番が違うオーバーロード
    public void printInfo(int age, String name) {
        System.out.println("Age: " + age + ", Name: " + name);
    }

元のメソッド「printInfo」は、引数がString型の「name」、int型の「age」です。同じメソッド名で、引数の順番を「age」「name」に変えて宣言すると、元のメソッドと引数の順番が異なるため、オーバーロードできます。

シグネチャによるメソッドの識別

Javaにおけるオーバーロードを適切に行うためには、シグネチャの仕組みを理解することが大切です。シグネチャとは、メソッドの「名前」と「引数の組み合わせ」のことです。

Javaではシグネチャで呼び出されるメソッドを見分けており、同じシグネチャを持つメソッドを複数定義することはできません。

つまり、同じ名前のメソッドが複数存在する場合でも、引数の組み合わせが異なれば、それぞれ別のメソッドとして認識され、定義することができるのです。これによりオーバーロードが成り立っています。

具体的には、メソッドの名前が同じでも、「引数の型」「引数の数」「引数の並び順」のいずれか1つでも異なれば、シグネチャが異なるため違うメソッドとして識別します。

シグネチャによる識別の要素に「引数の名前（変数名）」「戻り値の型」「アクセス修飾子」などは含まれず、これらが異なっていてもシグネチャは変わりません。

コンストラクタのオーバーロード

Javaでは、コンストラクタもメソッドと同様に、引数の型や数、並び順を変更することで複数定義することができます。

コンストラクタは、オブジェクトが生成されるときに初期化するための特別なメソッドで、コントラクタをオーバーロードすることで、状況に応じて異なる初期化を行うことができます。

コンストラクタのオーバーロードの基本ルールはメソッドの時と同様で、同じ名前のコンストラクタを定義する際に、各コンストラクタの引数の数、型、順番が異なることです。

例えば、次のように引数の数が異なるコンストラクタを定義することができます。

public class Person {
    String name;
    int age;
   
      // 元のコンストラクタ
    public Person(String name) {
        this.name = name;
        this.age = 0; // デフォルトの年齢
    }

    // オーバーロードしたコンストラクタ
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

上記のコードでは、引数が「name」だけである元のコンストラクタをオーバーロードして、引数が「name」と「age」であるコンストラクタを宣言しています。

オーバーロードの注意点

ここでは、オーバーロードができないケースについて説明します。あわせて、Javaの中でも名称が似た機能であるオーバーライドとの違いについても確認しましょう。

オーバーロードができない場合

既存のメソッドとシグネチャが重複している場合、オーバーロードはできません。

具体例として、引数の名前のみが異なる場合が挙げられます。引数の名前はシグネチャに含まれず、ここだけが違っていても同じシグネチャとみなされるため、オーバーロードは成立しません。

 // オーバーロードできないメソッド
  　public void printInfo(int age) {
        System.out.println("Age: " + number);
    }

    // 引数の名前を変更しただけではオーバーロードできない
    public void printtInfo(int height) {
        System.out.println("Height: " + number);
    }

上記の例では、引数がing型の引数の名前「age」をだけを「height」に変えてオーバーロードしようと試みていますが、成立しないためコンパイルエラーが発生します。

また、戻り値の型だけが異なる場合も、オーバーロードはできません。

    // オーバーロードできないメソッド
    public int calculate(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 戻り値の型を変更しただけではオーバーロードできない
    public double calculate(int a, int b) {
        return (double) (a + b);
    }

上記の例では、戻り値の型をint型からdouble型に変えてオーバーロードしようと試みていますが、これではシグニチャが変わらないため成立せず、コンパイルエラーが発生します。

どちらのケースでも、シグネチャを構成する「メソッドの名前」と、「引数の型」「引数の数」「引数の並び順」が変わっていないことを確認してください。

アクセス修飾子だけが異なる場合も、同様にオーバーロードできません。

オーバーロードとオーバーライドの違い

Javaプログラミングにおいて、オーバーロードとオーバーライドは語感が似ており混同しがちな用語ですが、それぞれ異なる概念です。

オーバーライドは、継承関係にあるクラスで親クラス（スーパークラス）のメソッドを同じメソッド名のまま、子クラス（サブクラス）で処理内容を変更して再定義することを指します。

また、オーバーライドでは、オーバーライドすることを宣言するためにアノテーションを記述することがありますが、オーバーロードにはアノテーションはありません。

名前は似ていますが、行う内容がまったく異なるため、自分だけがオーバーロードとオーバーライドの名前を勘違いしていても困ることは少ないでしょう。

しかし、間違えて覚えていると他のエンジニアと話をする時に噛み合わなかったり、誤解を招いたりする要因となるため、しっかりと区別して覚えておくようにしましょう。

オーバーロードのメリット

ここでは、オーバーロードを行うメリットについて解説します。オーバーロードを使うことで、メソッドをより簡潔に使えること、コードの可読性やメンテナンス性、拡張性が向上することなどが挙げられます。

メソッドを簡潔に使えて開発効率が向上する

Javaのオーバーロードにより、メソッド名を変えずに引数を変えるだけで処理が変えられるので、メソッドの呼び出し方が簡潔になります。

例えば整数、文字列、浮動小数点数など、異なるデータ型の引数を受け取りながら、同じメソッド名で呼び出せることで、型を意識することなく使用することができ、開発効率の向上が期待できます。

コードの可読性・メンテナンス性・拡張性の向上

オーバーロードを活用することで、メソッドの数を減らすことができ、コードの可読性が高まります。また、コードの管理も容易になり、メンテナンス性も向上します。

また、既存のメソッド名を変えずに異なる機能を追加できるため、互換性を保ちながらメソッドの機能を拡張することができます。

オーバーロードの使い方

ここではオーバーロードをどのように活用すればいいか、実際の使い方の例を見てみましょう。

メソッドのオーバーロードの例

異なる個数の整数を加算する場合を考えてみましょう。まず、2つの整数を加算する「add」を定義しているとします。

その後、新たに3つの整数を加算する処理が必要となった場合、どうしたらよいでしょうか。

3つの整数を加算する「addThreeInts」という新しいメソッドを用意しても良いでしょう。しかし、その場合、2つの整数を加算するメソッドの名前もわかりやすく「addTwoInts」に変更できるか、検討した方がいいかもしれません。

一方、オーバーロードを活用すればメソッド名を変更せずに対応することが可能です。

    // 元のメソッド：2つの整数を加算する
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // オーバーロードしたメソッド：3つの整数を加算
    public int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }

上記のコードでは、「add」メソッドに引数を2つ渡せば元のメソッド、3つ渡せばオーバーロードしたメソッドが呼び出され、意識せずに使い分けることができます。

コンストラクタのオーバーロードの例

Animalクラスのオブジェクトを生成する時に、動物の種類だけを指定して初期化する場合と、種類と年齢を指定して初期化する場合があるとします。

public class Animal {
    private String species;
    private String name;

    // 種類だけを指定するコンストラクタ
    public Animal(String species) {
        this.species = species;
        this.name = "No Name";
    }

    // 種類と年齢を指定するコンストラクタ
    public Animal(String species, String name) {
        this.species = species;
        this.name = name;
    }

上記のコードでは、コンストラクタのオーバーロードにより、同じAnimalという1つのクラスに対して2種類のコンストラクタが定義されています。

引数を1つ取るか2つ取るかで初期化の内容が違うため、必要に応じた適切な初期化を選ぶことができます。