Java：パッケージ（package）の基本を３分で整理

Javaのパッケージ（package）は「関連するクラスやインターフェースをグループ化してまとめたもの」です。

Javaのプログラムが大規模になると、たくさんのクラスやインターフェースが必要になってきます。これらを整理せずに置いておくと、コードがごちゃごちゃしてきて管理が非常に難しくなります（あのクラスはどこにあったっけ・・・？的な）。そこでJavaでは「package：パッケージ」という仕組み使って、関連するクラスやインターフェースをまとめて整理し、必要に応じてパッケージを後からインポートしそれを利用します。

パッケージには、１：標準で提供されるもの、２：他の人から提供されるもの、３：独自に作成するものなど、いくつかの種類があります。

このページではJavaにおけるパッケージとは何か？実際の使い方や作り方までを網羅的にわかりやすくご説明します。

関連　Javaの1stステップ：基本的な構文ルールを１分で復習！

Javaのパッケージとは？わかりやすく
パッケージの種類
カスタムパッケージの作り方
パッケージの使い方/インポート方法

Javaのパッケージとは？わかりやすく

パッケージ（package）とは、クラスやインターフェースを１つにまとめて整理したもの。が、単にまとめるだけではなく、様々な目的で利用される性質を持ちます。

まず初めにパッケージの基本的な仕組みと、その利用目的について簡単にご説明しておきます。

参考　クラスとは？ / インターフェースとは？

パッケージの役割１：クラスやインターフェースの整理

Javaのプログラムが大規模になると、多くのクラスやインターフェースが生成されるようになります。パッケージはこれらを論理的なグループとしてまとめ、管理しやすくするために用いられます。

例えば、java.utilというパッケージには、コレクションフレームワークやユーティリティクラスが含まれています。同じ目的のクラスを１つのグループにまとめるために使われる、というのがパッケージの第１の役割です。

参考　コレクションフレームワークとは？

パッケージの役割２：名前空間の提供

第２の役割は名前空間を提供するということ。名前空間というと難しく聞こえますが、要するに同じ名前のクラスを異なるパッケージに同時に存在させることを可能にするということ。

例えば、Javaには日付を扱うためのクラスが2つあります。１つはjava.utilパッケージに属するDateクラス、もう１つはjava.sqlパッケージに属するDateクラス。これらは同じ名前のクラスですが、異なるパッケージに属しているため、１つのプログラムに同居することが可能です。

java.util.Date: 一般的な日付と時間を扱うためのクラス。
java.sql.Date: データベースの日時型を扱うためのクラス。

import java.util.Date;  // 一般的な日付を扱うクラスをインポート
import java.sql.Date;   // データベースの日時型を扱うクラスをインポート

public class DateExample {
    public static void main(String[] args) {
        // java.util.Dateを使って現在の日付と時間を取得
        Date utilDate = new Date();
        System.out.println("java.util.Date: " + utilDate);

        // java.sql.Dateを使って特定の日付を設定
        Date sqlDate = new Date(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("java.sql.Date: " + sqlDate);
    }
}

参考　クラスの基本（書き方・利用方法）を３分で

このように、パッケージは名前空間を提供し、同じ名前のクラスが異なるパッケージに存在することを可能にする、というのがパッケージの２つ目の役割。

パッケージの役割３：アクセス制御

第３の役割はアクセス制御です。Javaのパッケージはアクセス修飾子と組み合わせることで、アクセス制御をより細かく管理するために使われます。

参考　アクセス修飾子とは？

パッケージ自体が特定のアクセス修飾子を持つわけではありませんが、アクセス修飾子とパッケージを組み合わせることで、クラスやメンバー（フィールドやメソッド）のアクセス範囲を決定します。

アクセス修飾子	同一クラス	同一パッケージ内の他のクラス	サブクラス（同一パッケージ）	サブクラス（異なるパッケージ）	他のパッケージのクラス
public	〇	〇	〇	〇	〇
protected	〇	〇	〇	〇（※1）	✕
デフォルト	〇	〇	〇	✕	✕
private	〇	✕	✕	✕	✕

※1: protectedメンバーは、異なるパッケージのサブクラスからアクセスする場合、サブクラス内でthisを使ってアクセスする必要がある。

サンプルコード　アクセス修飾子とパッケージの関係の簡易サンプル

１：パッケージAのクラス

// パッケージAのクラス
package com.example.packageA;

public class ClassA {
    public String publicField = "Public Field";
    protected String protectedField = "Protected Field";
    String defaultField = "Default Field";  // デフォルトアクセス（パッケージプライベート）
    private String privateField = "Private Field";

    public void showFields() {
        System.out.println("publicField: " + publicField);
        System.out.println("protectedField: " + protectedField);
        System.out.println("defaultField: " + defaultField);
        System.out.println("privateField: " + privateField);
    }
}

２：同じパッケージ内のクラス

// パッケージAの別のクラス
package com.example.packageA;

public class ClassB {
    public void accessFields() {
        ClassA obj = new ClassA();
        System.out.println(obj.publicField);     // アクセス可能
        System.out.println(obj.protectedField);  // アクセス可能
        System.out.println(obj.defaultField);    // アクセス可能
        // System.out.println(obj.privateField); // アクセス不可（コンパイルエラー）
    }
}

ClassBは、ClassAのpublic、protected、およびデフォルト（パッケージプライベート）フィールドにアクセスできますが、privateフィールドにはアクセスできません。

３：異なるパッケージのクラス

// パッケージBのクラス
package com.example.packageB;

import com.example.packageA.ClassA;

public class ClassC extends ClassA {
    public void accessFields() {
        ClassA obj = new ClassA();
        System.out.println(obj.publicField);     // アクセス可能
        // System.out.println(obj.protectedField);  // アクセス不可（インスタンス経由の場合）
        // System.out.println(obj.defaultField);    // アクセス不可
        // System.out.println(obj.privateField);    // アクセス不可

        System.out.println(this.protectedField); // アクセス可能（サブクラス経由の場合）
    }
}

ClassCは、ClassAのpublicフィールドにアクセスできます。同様に、ClassCはClassAのサブクラスであるため、protectedフィールドにもアクセスできますが、defaultおよびprivateフィールドにはアクセスできません。

パッケージはプログラムを１つにまとめるだけでなく、名前空間の提供とアクセス制御も同時に行っている！ものだとおさえておきましょう。

で、このパッケージは自分で作るものもあれば、誰かから提供されるものもあります。続いてはパッケージの種類についてご説明します。

パッケージの種類

Javaのパッケージは大きく分けて以下4つに分類されます。ザックリいえば、①誰かが作ってくれたもの か ②自分で作ったもの の２種類ということになるのですが、ここでは正式に以下４分類をご紹介します。

1. 標準パッケージ（Standard Packages）

標準パッケージは、Java開発キット（JDK）に含まれており、基本的な機能やAPIを提供するもの。これらのパッケージはJavaプログラムの基盤を構成し、多くの一般的な操作に使用されます。

ポイント　標準パッケージの具体例

java.lang
- Javaの基本的なクラスをまとめたもの。例: String, Math, Integerなど。
java.util
- コレクションフレームワークやユーティリティクラスをまとめたもの。例: ArrayList, HashMap, Dateなど。
java.io: 入出力操作に関するクラスをまとめたもの。例: File, InputStream, OutputStreamなど。

2. 拡張パッケージ（Extension Packages）

拡張パッケージは、標準ライブラリには含まれないが、Javaプラットフォームによって公式に提供される追加の機能を含むパッケージ。javaxで始まることが多く、特定の用途に対応したクラスやインターフェースをまとめたものです。

ポイント　拡張パッケージの具体例

javax.servlet
- サーブレットAPIを提供し、Webアプリケーションの開発に使用される。例: HttpServlet, ServletRequest, ServletResponseなど。
javax.swing
- GUI（グラフィカルユーザインタフェース）コンポーネントを提供。例: JFrame, JButton, JLabelなど。
javax.xml
- XML処理に関するクラスを提供。例: DocumentBuilder, XPath, Transformerなど。

3. カスタムパッケージ（Custom Packages）

カスタムパッケージは、開発者が独自に作成するパッケージです。プロジェクト固有のクラスやインターフェースを整理し、再利用性を高めるために使用されます。

詳しくは後述しますが、以下のようにクラスファイルの最初の個所でpackageキーワードを用いて宣言します。

package com.example.myapp;

public class MyClass {
    // クラスの内容
}

4. サードパーティパッケージ（Third-Party Packages）

サードパーティパッケージは、外部のライブラリやフレームワークに含まれるパッケージです。これらのパッケージは、特定の機能や拡張機能を提供し、Javaエコシステムの一部として広く利用されています。

以下のようなcom.google.gson: JSON処理のためのGsonライブラリなどが一例です。

import com.google.gson.Gson;

public class JsonExample {
    public static void main(String[] args) {
        Gson gson = new Gson();
        String json = gson.toJson(new Person("John", 30));
        System.out.println(json);
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

で、ここからはカスタムパッケージの作り方と、パッケージの使い方についてご説明します。

カスタムパッケージの作り方

ここからは、カスタムパッケージを作成する手順を順を追って１つ１つ説明していきます。

ステップ１：パッケージの宣言

カスタムパッケージを作成するには、クラスファイルの最初にpackageキーワードを利用してパッケージを宣言します。パッケージ名は通常、逆ドメイン名形式を使用して一意にします。例えば、com.example.myappというパッケージを作成する場合、以下のように宣言します。

package com.example.myapp;

public class MyClass {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from MyClass in com.example.myapp package!");
    }
}

ステップ２：ディレクトリ構造の作成

次に、パッケージ名に対応するディレクトリ構造をプロジェクト内に作成します。パッケージcom.example.myappに対応するディレクトリ構造は以下の通り。

project_root/
└── src/
    └── com/
        └── example/
            └── myapp/
                └── MyClass.java

ステップ3：実際のコードを作成する

次に、カスタムパッケージを使うクラスを作成し、これらのクラスを他のクラスからインポートして使用します。インポートを行う場合はimportキーワードを利用します。

importキーワードの使い方は後ほど再度詳しくご説明します。

サンプルコード　カスタムパッケージのクラス

// ファイル: src/com/example/myapp/MyClass.java
package com.example.myapp;

public class MyClass {
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello from MyClass in com.example.myapp package!");
    }
}

サンプルコード　カスタムパッケージを使用するクラス

// ファイル: src/com/example/anotherpackage/Main.java
package com.example.anotherpackage;

import com.example.myapp.MyClass;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.sayHello();
    }
}

ステップ４：パッケージをコンパイルして実行

最後にカスタムパッケージを含むプロジェクトをコンパイルします。プロジェクトのルートディレクトリで以下のコマンドを実行して、すべてのJavaファイルをコンパイルします。

javac -d bin src/com/example/myapp/MyClass.java src/com/example/anotherpackage/Main.java

-d binオプションは、コンパイルされたクラスファイルをbinディレクトリに出力することを指定しています。

次に、コンパイルされたクラスを実行します。

java -cp bin com.example.anotherpackage.Main

このコマンドは、クラスパス（-cp bin）を指定して、Mainクラスを実行します。出力は以下のようになります。

Hello from MyClass in com.example.myapp package!

まとめると、カスタムパッケージを作成する手順は以下の通り。

クラスファイルの最初にパッケージを宣言する。
パッケージ名に対応するディレクトリ構造を作成する。
カスタムパッケージのクラスを作成し、他のクラスからインポートして使用する。
プロジェクトをコンパイルし、実行する。

パッケージの使い方/インポート方法

最後にパッケージの使い方についてご説明しておきます。

パッケージはimport文でインポートすることで簡単に利用できるようになります。

import文の使い方

他のパッケージのクラスを使用するためには、import文を使ってクラスをインポートします。import文は、パッケージ名とクラス名を指定します。

以下は、java.utilパッケージのArrayListクラスをインポートして利用する方法です。

import java.util.ArrayList;

public class ImportExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Hello");
        list.add("World");
        System.out.println(list);
    }
}

参考　ArrayListの使い方

Tips：名前の衝突を避ける方法

異なるパッケージに同じ名前のクラスが存在する場合、名前の衝突が発生することがあります。このような場合には、クラスの完全修飾名（パッケージ名を含むクラス名）を使用することで、名前の衝突を避けることができます。

以下の例では、java.util.Dateとjava.sql.Dateの両方を使用していますが、名前の衝突を避けるために、完全修飾名を使用しています。

import java.util.Date;

public class DateExample {
    public static void main(String[] args) {
        // java.util.Dateを使用
        Date utilDate = new Date();
        System.out.println("java.util.Date: " + utilDate);

        // java.sql.Dateを使用
        java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(System.currentTimeMillis());
        System.out.println("java.sql.Date: " + sqlDate);
    }
}

Tips：ワイルドカード（*）を使ったインポート

パッケージ内の複数のクラスをインポートする場合、ワイルドカード（*）を使用することで、パッケージ内のすべてのクラスを一度にインポートすることが可能です。

必要なクラスだけを個別にインポートする方が、コードの可読性が向上しますが、一応Tipsとしてご紹介。

以下は、java.utilパッケージ内のすべてのクラスをインポートする例です。

import java.util.*;

public class WildcardImportExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Hello");
        list.add("World");
        System.out.println(list);

        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "One");
        map.put(2, "Two");
        System.out.println(map);
    }
}