匿名クラスとラムダ式の違い[Java入門]



## はじめに

こんにちは。
プログラミング初心者Wakinozaと申します。
Java勉強中に調べたことを記事にまとめています。

十分気をつけて執筆していますが、なにぶん初心者が書いた記事なので、理解が浅い点などあるかと思います。
記事を参考にされる方は、初心者の記事であることを念頭において、お読みいただけると幸いです。
間違い等あれば、指摘いただけると助かります。

## 対象読者

- Javaを勉強中の方
- Java Silver試験を勉強中の方
- Javaの匿名クラスとラムダ式の違いを知りたい方

この記事は、匿名クラスとラムダ式の違いを説明していきます。
Javaで関数型インターフェースが導入される経緯については、前回の記事で説明しています。

https://qiita.com/wakinoza/items/874edf95e663388789a5

## 目次

1\. 関数型インターフェース
2\. 匿名クラス
3\. ラムダ式
4\. 両者の使い分け

## 本文

### 1\. 関数型インターフェース

前回の記事の内容と重複しますが、前提知識の確認です。
Javaに関数型プログラミングの考え方が導入された背景と、その中で関数型インターフェースがどのような役割を果たすのかを説明します。

Javaは命令型プログラミングとして誕生しましたが、時代の要請で関数型プログラミングの考え方を取り入れる必要がありました。

関数型プログラミングとは、入力に対して常に同じ出力を返す「関数」を組み合わせることで処理を実行するプログラミング方式です。
関数型プログラミングのメリットは、以下の通りです。

- 状態の変更を避けるため、副作用が少ない
- 命令型プログラミングと比べて、テストが容易
- 並行処理や並列処理でも、バグが起こりにくい

これら関数型プログラミングのメリットを享受するには、以下の３つの原則を守る必要があります。

- 純粋関数：同じ入力が与えられれば、常に同じ出力が返る関数を実現する
- 不変性：一度生成されたデータは変更されない。データの変更が必要な場合は、元のデータを変更するのではなく、新しいデータを作成して返す仕様を実現する
- 関数を第一級オブジェクトとして扱う：メソッドを値として渡すことで、抽象的なコードを書くことができる

しかし、Javaはメソッドを値として渡すことができません。
「関数を第一級オブジェクトとして扱う」という原則をどう実現するのかという課題を解決するために、「メソッドを定義したインスタンスを受け渡すことで、メソッドを受け渡しを行う」という対応が生み出されました。

しかし、この対応には問題がありました。
メソッドのためだけにクラスを定義する必要があるため、コードが冗長になってしまうのです。

「匿名クラス」というクラス名を省略する記述方法で、クラス宣言を少し簡略化することができます。
しかし、匿名クラスも、お決まりのボイラープレートコードを書く必要があるため、コードが長くなるという問題を完全には解決できませんでした。

そんな状況を解決し、関数型プログラミングを簡潔に記述できるようにと導入されたのが「関数型インターフェース」と「ラムダ式」です。

まず、「関数型インターフェース」の導入によって、２つのことが実現しました。

- 「入力と出力のペア」というメソッドの型を提供した。型情報が提供されたことで、メソッド情報のチェックをコンパイラに任せることができた
- 「関数型インターフェース」は１つの抽象メソッドしか持たない。そのため、ある関数型インターフェースを実装したインスタンスが、どのメソッドを実装したのかが明確となり、特定の振る舞い（メソッド）をインスタンスとして扱えるようになった

「関数型インターフェース」はあくまで「型」を提供しているだけで、実際に記述を簡略化するには「ラムダ式」という記述方法と組み合わせる必要があります。

以上の背景を踏まえて、匿名クラスとラムダ式の違いについて見ていきます。

### 2\. 匿名クラス

まずは、匿名クラスの特徴を説明します。
「匿名クラス」とは、クラス名を省略して、インターフェースを実装し、同時にインスタンスも生成する記述方法です。

特定のインターフェースを実装したメソッドを利用したい場合、メソッドそのものを受け渡しできないため、メソッドを含むインターフェースを定義して、インスタンスを生成する必要があります。
しかし、たった一度しか使わないメソッドのために、クラス名を考えるのは煩雑です。
そのため、クラス名を省略してクラスを定義し、インスタンスも同時に生成できる「匿名クラス」という仕組みが利用されてきました。

匿名クラスは、あくまで「特定のインターフェースのメソッドを実装した、名前のないクラスのインスタンス」を渡しています。
メソッドそのものを値として渡しているわけではない点が、注意が必要です。

匿名クラスのコードは、以下のようになります。

```Java
import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<String, String> func = new Function<String, String>() { 
            @Override
            public String apply(String s) {
                return "Hello " + s;
            }
        };
        String str = func.apply("tanaka"); 
        System.out.println(str);           
    }
}
```

1,Functionインターフェースの変数 funcに、生成したインスタンスを代入し、同時にapply()をオーバーライドして実装する 
(この部分が「匿名クラス」の部分。クラス宣言を省略し、インターフェースを実装している)
2,func.apply("tanaka")の記述によって、定義されたapply()メソッドが呼び出される
3,apply()メソッドの戻り値がstrに代入される
4,System.out.println()でstrの内容を表示する

匿名クラスは、メリットは以下の通りです。

- その場でクラスを定義でき、クラス名を省略することができる

また、デメリットは以下の通りです。

- ボイラープレートコードが必要になるため、コードが長くなる
- 名無しとはいえクラスを定義しているので、匿名クラスは独自のフィールドや複数のメソッドを定義することができる。独自のフィールドやメソッドを持てる点ではメリットとも言えるが、メソッドの受け渡しという目的においては不要な機能を持つ可能性がある点ではデメリットとも言える
- 匿名クラス内の「this」キーワードは、匿名クラス自身のインスタンスを指す。匿名クラス内から「匿名クラスを記述したクラス」のインスタンスを指す場合に特別な記述が必要になる


### 3\. ラムダ式

次に、ラムダ式を説明します。
ラムダ式は、関数型インターフェースを実装するための記述方法です。

インターフェースを実装して利用するという用途は匿名クラスと同じですが、
実装対象は関数型インターフェースに限定されます。
匿名クラスと比べて、コードを簡潔に記述できることが特徴です。

ラムダ式のコードは、以下のようになります。

```Java
//ラムダ式省略なし
import java.util.function.Function;

public class Main{
  public static void main(String[] args){
    Function <String, String> obj = (String str) -> {
      return "Hello " + str;
    };
    String str = obj.apply("tanaka"); 
    System.out.println(str); 
  }
}
```

ラムダ式の記述は、関数型インターフェースの変数に、ラムダ式で記述された処理を代入する形になっています。
()内には引数を記述し、[->]を挟んだ右辺{}内に処理内容を記述します。

匿名クラスと比べて、new・@Overrideアノテーション・メソッド宣言などが省略されているため、コードが簡潔になっています。

またラムダ式は、型推論や省略ルールによって、さらに簡潔に記述することができます。
省略後の記述は、以下の通りです。

```Java
//ラムダ式省略あり
import java.util.function.Function;

public class Main{
  public static void main(String[] args){
    Function <String, String> obj = str -> "Hello " + str;
    String str = obj.apply("tanaka"); 
    System.out.println(str); 
  }
}
```

匿名クラスでは数行かかっていた記述を、1行で記述することができました。
この簡潔さが、ラムダ式の大きな利点です。

なぜ、ラムダ式はこれほど簡潔に記述できるのでしょうか。

匿名クラスではインターフェースをオーバーライドして実装しているため、どのメソッドをオーバーライドするのかを明示しなければなりませんでした。これが匿名クラスの冗長性の理由でした。

ラムダ式は、関数型インターフェースを実装するための記述方法です。その上、関数型インターフェースは抽象メソッドを１つだけ持つと厳密に決まっています。つまり、ラムダ式を記述した時点で、右辺に指定された関数型インターフェースを実装するという意思と、オーバーライドしたい抽象メソッドがどれなのかが自明です。自明であるため、@Overrideアノテーションやメソッド宣言の記述を省略できるのです。
自明なボイラープレートコードを省略することよって、コードは簡潔になり、可読性が増します。
開発者は、本当に重要な処理内容（引数と処理内容）の記述に集中できるのです。

一方で、これほどコードを省略すると、想定通りにオーバーライドできているのか確信できないという方もいるかもしれません。
確かに、ラムダ式はメソッドのシグネチャも省略するため、記述した処理が想定通りのメソッドで実行されるのかは、コード上で直接確認しにくいでしょう。しかし、心配無用です。
ラムダ式の実装元である関数型インターフェースは、メソッドの「入出力の型」を提供しています。型情報があれば、記述した処理内容が抽象メソッドの入出力と一致しているかをコンパイラにチェックさせることができます。
関数型インターフェースがメソッドの型を提供することで、開発者はメソッドの記述を省略しつつ、処理の型が一致しているかの確認をコンパイラに任せることができます。これによって、開発者の負担が軽くなり、処理内容の記述に集中することができるのです。

ラムダ式のメリットは、

- 匿名クラスに比べて、コードを簡潔に記述できる
- ラムダ式内の「this」キーワードは、「ラムダ式を記述したクラス」のインスタンスを指す。thisの指し示す先が明確なので、混乱が起きにくくなる

デメリットは、

- 関数型インターフェースの実装にしか利用できない。複数の抽象メソッドを持つインタフェースの実装などには利用できない
- ラムダ式は、独自のフィールドを持つことはできない。フィールドを持たせられないという点ではデメリットだが、必要な機能だけのシンプルな構造になるという点ではメリットでもある

最後に一点注意です。
ラムダ式の記述を見ると、関数型インターフェースの変数に処理（メソッド）を直接代入しているように見えます。
しかし、ラムダ式は、メソッドをそのまま関数型インターフェースの変数に代入しているわけではありません。
実はラムダ式も、内部では「関数型インターフェースを実装したクラスのインスタンス」が生成されており、インスタンスを受け渡すことでメソッドを受け渡しているのです。この点は匿名クラスと同じです。
ラムダ式は、処理内部でJVMが自動的にインスタンスを生成する仕組みとなっています。そのため、開発者はインスタンス生成を意識する必要がなく、処理内容の記述に専念できるのです。

### 4\. 両者の使い分け

両者の違いを見比べていくと、ラムダ式が、匿名クラスをより簡潔に記載するために作られたものであることがわかります。

そのため、ラムダ式が導入されて以降は、関数型インターフェースの実装には匿名クラスではなくラムダ式を使うことが推奨されています。ラムダ式の方がコードが簡潔で、可読性が向上するからです。

しかし、匿名クラスの用途が、完全になくなってしまったわけではありません。
関数型インターフェース以外のインターフェース（複数の抽象メソッドを持つ場合）を実装したい場合は、ラムダ式では対応できないため、現在も匿名クラスを用いて記述しています。

## まとめ

- 匿名クラスとラムダ式は、特定のインターフェースを実装して利用したい場合に用いる記述である
- ラムダ式：簡潔に記述できるが、関数型インターフェースの実装のみに限定される
- 匿名クラス：コードは冗長だが、ラムダ式では対応できない「複数の抽象メソッドを持つインターフェース」なども実装できる

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記事は以上です。
最後までお読みいただき、ありがとうございました。

##  参考情報一覧

この記事は以下の情報を参考にして執筆しました。

- [オラクル認定資格教科書 JavaプログラマSilverSE11]
- [パーフェクトJava 改訂3版]
- [プロになるJava]
- [【完全ガイド】Javaラムダ式の基礎から実践まで – 現場で使える15の活用例](最終更新 2025-03-24)(https://dexall.co.jp/articles/?p=656) (参照 2025-05-30)