Javaのデフォルトメソッドを使ってダイヤモンド問題を解決する方法

継承（Inheritance）とは

継承とは、あるクラスが別のクラスの性質（プロパティやメソッド）を受け継ぐ、2つのクラス間の関係のことです。この関係は extends キーワードを使って次のように定義します。

public class A extends B{ }

性質を受け継ぐ側のクラスは「サブクラス（子クラス）」、受け継がれる側のクラスは「スーパークラス（親クラス）」と呼ばれます。

継承が行われると、スーパークラスのメンバーのコピーがサブクラスのオブジェクト内に作成されます。そのため、サブクラスのオブジェクトを使えば、親クラスと子クラスの両方のメンバーにアクセスすることが可能です。

多重継承とは

多重継承とは、1つのクラスが複数のクラスから性質を継承することです。つまり、子クラスが1つに対して、親クラスが複数存在する形態を指します。しかし、Javaはクラスによる多重継承をサポートしていません。

ダイヤモンド問題とは

なぜJavaはクラスの多重継承を許していないのでしょうか。その理由を理解するために、仮にJavaが多重継承をサポートしていると仮定してみましょう。

• 抽象メソッド demo() を持つ抽象クラス Sample が存在するとします。
• 同じパッケージ内にある2つの別々のクラスが、それぞれこのクラスを継承し、抽象メソッド demo() を独自に実装します。
• ここで、この2つのクラスを同時に継承するサブクラスを作成した場合、継承の基本ルールに従うと、両方の demo() メソッドのコピーがサブクラスのオブジェクト内に作成されることになります。
• その結果、サブクラスには同名・同引数（同じプロトタイプ）のメソッドが2つ存在することになり、どちらを呼び出せばよいか判断できなくなります。

このように、サブクラスのオブジェクトから demo() メソッドを呼び出そうとしたとき、コンパイラがどちらのメソッドを呼べばよいのか判別できない曖昧な状態に陥る問題を、ダイヤモンド問題と呼びます。

ダイヤモンド問題の解決策：デフォルトメソッド

Javaでは、インターフェースとデフォルトメソッド（Java 8で導入）を組み合わせることで、実質的に多重継承を実現できます。

Java 8以降、インターフェースにはデフォルトメソッドを定義できるようになりました。通常の抽象メソッドと異なり、デフォルトメソッドはインターフェース内にあらかじめ実装（処理内容）を持つメソッドです。そのため、インターフェースを実装するクラス側で、デフォルトメソッドを必ずしもオーバーライド（本体を記述）する必要はありません。

さらに、2つの異なるインターフェースに、同じ名前・同じシグネチャを持つデフォルトメソッドをそれぞれ定義することも可能です。そして、1つのクラスからこれら2つのインターフェースを同時に実装できます。

ただし、その場合には注意点があります。同一シグネチャのデフォルトメソッドが競合するため、実装クラス側で明示的にオーバーライドを行い、インターフェース名.super.メソッド名() の形式でインターフェース名を指定して呼び出す必要があります。

サンプルコード

以下は、2つのインターフェースに同名のデフォルトメソッドを定義し、1つのクラスで両方を実装した例です。

interface MyInterface1{ 
    public static int num = 100;
    public default void display() {
        System.out.println("display method of MyInterface1");
    }
}
interface MyInterface2{ 
    public static int num = 1000;
    public default void display() {
        System.out.println("display method of MyInterface2");
    }
} 
public class InterfaceExample implements MyInterface1, MyInterface2{
    public void display() {
        MyInterface1.super.display();
        //または、
        //MyInterface2.super.display();
    }        
    public static void main(String args[]) {
        InterfaceExample obj = new InterfaceExample();
        obj.display();
    }
}

実行結果

display method of MyInterface1
display method of MyInterface2

このように、MyInterface1.super.display() や MyInterface2.super.display() のように呼び出し元のインターフェースを明示することで、どちらのデフォルトメソッドを使用するかを明確に指定できます。デフォルトメソッドを活用すれば、ダイヤモンド問題を回避しながら、Javaでも柔軟な多重継承に近い設計が可能になります。