ターミナルで新しい Java ファイルを作成する方法 - Java ファイル作成、コンパイル、実行

はじめに

Java は、デスクトップソフトウェアからモバイルアプリ、Web サービスまで、幅広いアプリケーションに使用される人気のプログラミング言語です。このチュートリアルでは、新しい Java ファイルを作成し、コンパイルし、コマンドラインを使用して結果のプログラムを実行する方法を学びます。これらの基本的なスキルは、将来どのようなツールやフレームワークを使用する場合でも、Java 開発の基礎となります。

このチュートリアルの終わりには、Java 開発の基本的なワークフローを理解し、ターミナルから単純な Java プログラムを作成して実行できるようになります。

最初の Java ファイルの作成

このステップでは、WebIDE インターフェースを使用して最初の Java ファイルを作成します。Java ファイルは .java 拡張子を持ち、Java プログラムのソースコードを含んでいます。

プロジェクトディレクトリの設定

まず、Java プロジェクトのディレクトリ構造を作成しましょう。ターミナルを開き、次のコマンドを実行します。

プロジェクトディレクトリにいることを確認します。
```
cd ~/project
```
Java プロジェクト用の新しいディレクトリを作成します。
```
mkdir -p java-hello-world/src
```
ソースディレクトリに移動します。
```
cd java-hello-world/src
```

ターミナルには、現在 ~/project/java-hello-world/src ディレクトリにいることが表示されるはずです。

Java ファイルの作成

次に、WebIDE を使用して HelloWorld.java という名前の Java ファイルを作成しましょう。

WebIDE の左側にあるファイルエクスプローラーパネルで、project/java-hello-world/src フォルダーに移動します。
src フォルダーを右クリックし、「New File (新しいファイル)」を選択します。
ファイル名を HelloWorld.java とし、Enter キーを押します。
ファイルがエディターで開きます。次の Java コードをファイルに追加します。

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

Ctrl+S を押すか、File (ファイル) > Save (保存) を選択してファイルを保存します。

作成した Java ファイルの理解

作成したコードについて少し理解を深めましょう。

public class HelloWorld { ... }: これは HelloWorld という名前のクラスを定義しています。Java では、各 public クラスは同じ名前（大文字と小文字を区別）のファイルに保存する必要があります。
public static void main(String[] args) { ... }: これは main メソッドで、Java アプリケーションのエントリーポイントとして機能します。Java Virtual Machine (JVM) は、このメソッドから実行を開始します。
System.out.println("Hello, World!");: この行は、テキスト "Hello, World!" をコンソールに出力します。

おめでとうございます。最初の Java ファイルを作成しました。次のステップでは、このファイルをコンパイルする方法を学びます。

Java ファイル構造の確認

Java ファイルをコンパイルする前に、Java ファイルがどのように構造化され、整理されているかを詳しく見てみましょう。

Java ファイルの構成

Java ファイルは、コードの論理的な構成を反映した構造に整理されています。主なコンポーネントは次のとおりです。

パッケージ宣言 (オプション): パッケージは、関連するクラスを整理する方法です。
インポート文 (オプション): これらを使用すると、他のパッケージのクラスを使用できます。
クラス定義: Java クラスを定義するファイルの主な内容。

より大きなプロジェクトでは、パッケージ宣言はコードを整理するのに役立つため重要です。HelloWorld.java ファイルを修正してパッケージ宣言を含める方法は次のとおりです。

まだ開いていない場合は、エディターで HelloWorld.java を開きます。
ファイルを更新して、先頭にパッケージ宣言を含めます。

package com.example.hello;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

ファイルを保存します (Ctrl+S)。

ファイルをパッケージ構造に合わせて移動する

Java では、ファイル構造はパッケージ構造と一致する必要があります。それに応じてファイルを整理しましょう。

パッケージと一致するディレクトリ構造を作成します。
```
cd ~/project/java-hello-world/src
mkdir -p com/example/hello
```
Java ファイルを新しい場所に移動します。
```
mv HelloWorld.java com/example/hello/
```
ファイルが移動されたことを確認します。
```
ls -l com/example/hello/
```

次のような出力が表示されるはずです。

total 4
-rw-r--r-- 1 labex labex 135 ... HelloWorld.java

これで、ファイル構造がパッケージ宣言と一致し、Java 開発におけるベストプラクティスとなります。

ファイルとパッケージの関係の理解

Java ファイルとパッケージの関係は、次のように視覚化できます。

パッケージ：com.example.hello
ディレクトリ構造：com/example/hello/
ファイル：ディレクトリ構造内の HelloWorld.java

この構成は、より大きなプロジェクトでのコード管理に役立ち、クラス間の名前の競合を防ぎます。

Java プログラムのコンパイル

Java ファイルを作成したら、次のステップはそれをコンパイルすることです。コンパイルは、人間が読める Java コードを、Java Virtual Machine (JVM) が実行できるバイトコードに変換するプロセスです。

Java コンパイルプロセス

Java プログラムをコンパイルすると、次のようになります。

Java コンパイラ (javac) が .java ファイルを読み取ります。
構文エラーがないか確認します。
エラーが見つからない場合、バイトコードを含む .class ファイルを生成します。

HelloWorld プログラムのコンパイル

それでは、作成した Java ファイルをコンパイルしましょう。

ソースディレクトリに移動します。
```
cd ~/project/java-hello-world/src
```
ファイルを使用して Java コンパイラを実行します。
```
javac com/example/hello/HelloWorld.java
```

コードにエラーがない場合、コマンドは出力なしで完了します。これは、コンパイルが成功したことを意味します。

.class ファイルが作成されたことを確認します。
```
ls -l com/example/hello/
```

次のような出力が表示されるはずです。

total 8
-rw-r--r-- 1 labex labex 416 ... HelloWorld.class
-rw-r--r-- 1 labex labex 135 ... HelloWorld.java

HelloWorld.class ファイルは、JVM によって実行できるコンパイルされたバイトコードです。

コンパイルエラーの処理

コードに誤りがあった場合、コンパイラはエラーメッセージを表示します。たとえば、文の最後にセミコロンを含めるのを忘れた場合、次のようなエラーが表示されます。

com/example/hello/HelloWorld.java:5: error: ';' expected
        System.out.println("Hello, World!")
                                           ^
1 error

エラーが発生した場合は、Java ファイルに戻り、問題を修正して、もう一度コンパイルを試してください。

Java プログラムの実行

Java プログラムを正常にコンパイルしたら、最後のステップはそれを実行することです。Java プログラムは、.class ファイル内のバイトコードを解釈する Java Virtual Machine (JVM) によって実行されます。

Java ランタイム環境の理解

Java Runtime Environment (JRE) には JVM が含まれており、コンパイルされた Java プログラムを実行するために必要なすべてを提供します。Java プログラムを実行すると、次のようになります。

JVM が .class ファイルをロードします。
バイトコードを検証します。
main メソッドから始めて、バイトコードを実行します。

HelloWorld プログラムの実行

コンパイルした Java プログラムを実行するには、次の手順に従います。

まだソースディレクトリにいることを確認します。
```
cd ~/project/java-hello-world/src
```
java コマンドを使用してプログラムを実行します。
```
java com.example.hello.HelloWorld
```

次のような出力が表示されるはずです。

Hello, World!

これにより、Java プログラムが正常に実行されたことが確認されます。「Hello, World!」というテキストがコンソールに出力されました。これは、コードで指定したとおりです。

Java プログラムの実行に関する重要な注意点

Java プログラムを実行する際には、次の点に注意してください。

コンパイラがパッケージ構造を見つけられるディレクトリ (この場合は src ディレクトリ) にいる必要があります。
java コマンドは、ファイル名ではなく、完全修飾クラス名 (パッケージを含む) を受け取ります。
プログラムを実行するときに、.class 拡張子を含めないでください。

変更を加えて再度実行する

プログラムを変更して、別のメッセージを出力してみましょう。

エディターで com/example/hello/HelloWorld.java を開きます。

println 文のメッセージを変更します。

package com.example.hello;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Java programming is fun!");
    }
}

ファイルを保存します。
プログラムを再コンパイルします。
```
javac com/example/hello/HelloWorld.java
```
プログラムをもう一度実行します。
```
java com.example.hello.HelloWorld
```

これで、新しいメッセージが表示されるはずです。

Java programming is fun!

おめでとうございます！Java プログラムの作成、コンパイル、実行に成功しました。このワークフローは、Java 開発の基礎を形成します。

まとめ

このチュートリアルでは、Java 開発の基本的なワークフローについて学びました。

.java 拡張子を持つ Java ファイルの作成
Java ファイルのパッケージ構造への整理
javac コマンドを使用した Java コードのコンパイル
java コマンドを使用したコンパイル済み Java プログラムの実行

これらのスキルは、Java 開発の確固たる基盤を提供します。最新の開発では、これらのステップの多くを自動化する統合開発環境 (IDE) がよく使用されますが、根底にあるプロセスを理解することは、熟練した Java 開発者になるために不可欠です。

ターミナルから Java プログラムを作成、コンパイル、実行する方法がわかったので、より複雑な Java 機能を探求し、より洗練されたアプリケーションの構築を開始できます。