Java silver se17対策問題集3

1. 引数の受け渡し
コマンド java A He llo "He llo" 1 2 3 により、mainメソッドの引数 i には、以下の6つの文字列が格納されます。
i={"He","llo","He llo","1","2","3"}

2. replaceメソッドの処理
i = replace(4, i);が実行されます。
新しい配列の生成: i の値 4 が配列のサイズとして使われ、サイズ 4 の新しい配列 l が作成されます。
要素の操作: ループにより、元の配列 i の最初の4つの要素が処理されます。j[k].replace(" ", "") により、各要素から半角スペースがすべて除去されます。
mainメソッドの i は、この {"He", "llo", "Hello", "1"} に置き換わります。

3. 出力処理
mainメソッドの for ループは、新しい 4 要素の配列を順に処理します。各要素の出力後には、必ず System.out.print(" "); により半角スペースが出力されます。

クラス E は C を継承しており、最終的にインターフェイス A の抽象メソッドを実装する義務を負います。
interface A で定義されている抽象メソッド: A a(A a);
abstract class C はこのメソッドを実装していませんが、抽象クラスなので問題ありません。
class E は具象クラスなので、この抽象メソッドを必ず実装しなければなりません。

2. クラス E の実装
必要なシグネチャ (Aから継承): A a(A a)、定義されたシグネチャ (Eで定義): A a(E e)
E のメソッドは、引数の型を A からそのサブクラスである E に変更しています。これは、オーバーライドではなく、単なるオーバーロード（新しいメソッドの定義）と見なされます。

3. コンパイルエラーの発生
E クラスは、継承した抽象メソッド A a(A a) の一致する実装を提供していません。それにも関わらず、E は abstract と宣言されていない具象クラスであるため、以下のコンパイルエラーが発生します。
エラー: クラス E は、スーパークラスから継承した抽象メソッド A a(A a) を実装するか、自身を抽象クラスとして宣言する必要があります。

その他のクラスの確認
A, B: 宣言のみで問題なし。

D: default A a(D d) は A.a(A a) とシグネチャが異なるためオーバーロードですが、インターフェイスであるため問題ありません。

C: 抽象クラスであるため、A.a(A a) を実装しなくても問題ありません。また、C b(B b) は B.b(B b) の有効なオーバーライドです（戻り値の型が共変規則により B のサブクラス C に変更可能）。

1. if((a & b++) > (a | ++b) & b-->0)
左辺の評価: (a & b++) > (a | ++b)
a & b++ : 1001 & 0101 → 1  後置インクリメントにより b は0110に変化。
a | ++b 前置インクリメントにより b は0111に変化。
1001 | 0111 → 1111
比較: 1 > 1111 → false

論理積 (&) の評価 & は短絡評価を行わないため、右辺も評価されます。
右辺 b-->0
0111 > 0 → true
後置デクリメントにより b は0110に変化。

最終結果 false & true → false  → 最初の if 文は実行されません。

2. if((--a|b) < (~b) && b-->0)
左辺の評価:(--a|b) < (~b)
--a|b 前置デクリメントにより a は1000に変化。1000|0110 → 1110
b=110 のビット反転 →1・・・1001 32桁目が1のため負の数
比較: 1110(正の数) < (負の数) → false

論理積 (&&) の評価
左辺の結果が false です。&& は短絡評価を行うため、右辺 b-->0 は評価されません。

→ 2番目の if 文は実行されず、b の値は110のままです。

3. 3番目の if 文の評価と出力
if((-a>>2)<(-a>>>2)|a<(b<<1)|a++>3||a-->2)
論理和 (|) の評価（短絡評価なし）:| は短絡評価を行わないため、最初の3つの条件が順に評価されます。

(-a >> 2) < (-a >>> 2)
-a (1・・・1000) の符号付き右シフト: -a >> 2 → 1・・・10(負の数)
                  ゼロ埋め右シフト: -a >>> 2 → 001・・・10(正の数)
比較: (負の数) < (正の数) → true

最初の条件が true になったため、残りの | で結合された条件も評価されますが、結果全体は true となります。

a < (b << 1)
b 110 の左シフト: b << 1 → 1100
比較: 1000 < 1100 → true

a++ > 3
1000 > 3 → true
後置インクリメントにより a は1001に変化。

論理和 (||) の評価（短絡評価あり）
(true | true | true) の時点で既に true です。|| は短絡評価を行うため、右辺の a-->2 は評価されません。
→ 3番目の if 文が実行されます。

5. 出力 System.out.print(a + b);
a の最終値: 1001=2^3+1=9、b の最終値: 110=2^4+2^1=6
a + b=9+6=15

このコードがコンパイルエラーになる理由は、インターフェース B の中の toString() メソッドの宣言にあります。
Javaのルールでは、インターフェースは Object クラスのパブリックメソッド（toString(), equals(), hashCode() など）を default メソッドとして再定義することはできません。
このルールにより、interface B の default String toString() という宣言はJavaの言語仕様に違反しているため、コンパイラはこのコードをコンパイルしようとした時点でエラーを発生させます。

1. 入力値の確定
main メソッドの二重ループにより、new B().access() メソッドには、以下の3つの整数値が順番に渡されます。
1: (int)1.9、0: (int)0.5、5: (int)5.01

access(int i) メソッド内で、switch 文のキーとなるのは i * 2 の値です。
1回目: 1 * 2 = 2、2回目: 0 * 2 = 0、3回目: 5 * 2 = 10

2. switch 文の動作（出力の決定）
switch 文の各caseの値はコンパイル時に確定します。
case A.i: 値は 2、case 3*3: 値は 9、case 1/3: 整数除算のため値は 0、case 3: 値は 3

1回目：i * 2 = 2 のとき (出力: 12)
case 2 (case A.i) に一致し、処理が開始されます。
case 2 の直後には処理がないため、次のcase 9へフォールスルーします。
case 9 の処理 System.out.print(1); が実行され、1 が出力されます。
次に default へフォールスルーします。
default の処理 System.out.print(2); が実行され、2 が出力されます。
break a; に到達し、ラベル付きの switch 文全体から脱出してメソッドを終了します。

2回目：i * 2 = 0 のとき (出力: 2)
case 0に一致し3が出力されます。
次にcase 3にフォロースルーして4が出力されます。

3回目：i * 2 = 10 のとき (出力: 2)
どの case ラベルにも一致しないため、default に処理が飛びます。
default の処理 System.out.print(2); が実行され、2 が出力されます。
break a; に到達し、switch 文全体を終了します。

コンパイルエラー1：配列のサイズ指定
short o=2;long p=2;
byte[]k[]=new byte[o*p][o*(int)p]; // ← ここでエラー
o は short 型、 p は long 型です。
o * p の計算では、short 型の o が long 型に格上げ（型昇格）されてから計算されるため、結果は long 型の 4L になります。
配列のサイズを long 型で指定することはできず、int 型でなければなりません。
したがって、new byte[4L][4] のように解釈され、最初の次元のサイズ指定でコンパイルエラーが発生します。

コンパイルエラー2：for文の初期化ブロック
for(byte i=0,int j=0;i<k.length&j<k.length;i++,j++,dot()) { // ← ここでエラー
for 文の初期化ブロックで複数の変数を宣言する場合、それらはすべて同じ型である必要があります。
このコードでは byte 型の i と int 型の j という、異なる2つの型を同時に宣言しようとしているため、構文エラーとなりコンパイルできません。正しくは int i=0, j=0; や byte i=0, b=0; のように型を揃える必要があります。

1. 初期化と容量
j は new StringBuilder(17) で初期化され、その容量 (j.capacity()) は 17 です。
i は new StringBuilder() で初期化され、デフォルトの容量 (i.capacity()) は通常 16 です。

2. i の内容操作
i.append("ab".repeat(8)).append("cd".repeat(1));
"ab".repeat(8) は "abababababababab の16文字です。

"cd" の2文字が追加され、i の内容は "ababababababababcd（長さ18）となります。

長さ18は初期容量16を超えるため、i の容量は拡張されます（18以上になる）。

現在: i の内容: "ababababababababcd、容量: 34

3. 置換と反転
i.replace(1, 16, "").reverse();
i.replace(1, 16, ""):
インデックス 1 から 16までの15文字（’b’ から ’b’ まで）が削除されます。

元の文字列 a 
bababababababab
​cd から、インデックス 0 の ’a’、16 の ’c’、17 の ’d’ が残ります。
i の内容はacd になります。

i.reverse():i の内容は "dca になります。

4. 最終的な文字操作
i.deleteCharAt(1).insert(1,’e’);
i.deleteCharAt(1):インデックス 1 の文字 ’c’ が削除されます。i の内容はda になります。

i.insert(1, ’e’):インデックス 1 の位置に ’e’ が挿入されます。i の内容はdea になります。

5. 条件判定と出力
if(i.capacity()<j.capacity())System.out.print(i.reverse());
else System.out.println(i);
i.capacity() は 34 です。j.capacity() は 17 です。
34 < 17 は false です。
→ else ブロックが実行され、現在の i の内容dea が改行付きで出力されます。

A: 誤り（コンパイルエラー）
制御変数: c は Character（char）型です。
エラー理由: char 型は ’a’ や ’b’ 以外にも多くの値を取りうるため、default ブロックがないことで網羅性を満たせず、コンパイルエラーとなります。

B: 誤り（コンパイルエラー）
エラー理由: 制御変数 i は long 型であり、switch の制御変数として型が不適であるため、コンパイルエラーとなります。使用可能な型はint, byte, short, charとこれらのラッパークラス(Integerなど)およびString, enum。

C: 正しい（コンパイル可能）
制御変数: b は Byte 型であり、switch の制御変数として有効です。
網羅性: default ブロックが記述されているため、網羅性を満たしています。
文法: switch 式として正しい構文であり、コンパイルに成功します。{}内ではyieldを使用して値を返します。

D: 誤り（コンパイルエラー）
エラー理由 1: 制御変数 f は float 型であり、switch の制御変数として型が不適であるため、コンパイルエラーとなります。

A: abstract（抽象）クラスは継承されることを前提とする修飾子です。
final クラスは継承を禁止する修飾子です。これら2つの矛盾する修飾子を同時にクラスに指定することはできません。

B: インタフェースは実装されることを目的としているため、final 修飾子を付けることはできません。

C: 一見正しく見えますが、A.super.a() の呼び出しに問題があります。
InterfaceName.super.methodName() という構文でデフォルトメソッドを呼び出す場合、その InterfaceName は、呼び出し元のクラスが直接実装（implements）しているインタフェースでなければなりません。
このコードでは、class E は B を直接実装していますが、A は B が継承しているインタフェースであり、E が直接実装しているわけではありません（間接的なスーパーインタフェースです）。したがって、A.super.a() という呼び出しはコンパイルエラーとなります。

D: インタフェースのメソッドに protected や final という修飾子を付けることはできません。

E:public A(){} はコンストラクタの記述です。
インタフェースはインスタンス化できないため、コンストラクタを持つことはできません。

F: インタフェース内で宣言されたフィールド（変数）は、自動的に public static final （定数）として扱われます。
final なフィールドは宣言と同時に初期化する必要がありますが、int i; は初期化されていないためコンパイルエラーとなります。正しくは int i = 10; のように値を代入しなければなりません。