AIにJavaの変数、データ型、演算子について聞いてみた――GitHub Copilotで始めるAIコーディングの基本：AIアシスト時代のJavaプログラミング入門（2）

　前回はAIの助けを借りながら、Javaの学習環境を構築して、簡単なプロジェクトを作成してみました。今回からいよいよJavaの学習に入るわけですが、いざ始めるとなるとどこから手を付けてよいか分からないのではないでしょうか？　では、このあたりからGitHub Copilot（以降、Copilot）のお世話になることにしましょう。

　VS CodeでCopilotアイコンをクリックすると、「チャット」パネルがオープンします（図2）。「GitHub Copilot Chat」という名前の通り、Copilotの中核となる機能です。

　ここに、最初の質問である「Javaを勉強しようと思うんだけど、何から学べばよい？」と投げてみましょう。Copilotは、このようなくだけた文体でも大丈夫です。質問は、チャットパネル下部にある「Coplilot に質問します」と表示されたところに記入します。Copilotにはコード補完をはじめとして便利な機能がたくさんありますが、それらについてはおいおい慣れていくとして、今のところはCopilotへの質問に専念しましょう。

　最初は分からないことばかりだと思うので、このように大ざっぱな質問で構いません。質問を投げると、サインインされていない場合にはサインインを求めてきます（図3）。

　［Sign in］をクリックすると、ブラウザが開いてCopilotへのサインインを求められるので、GitHubアカウントとパスワードを指定してサインインを済ませてください。

　サインインが済めばVS Codeに戻ってきて、サインイン前に投げた質問が送信されます。図4のような回答が得られました。

　「1.Javaの基本文法」「2.オブジェクト指向プログラミング（OOP）」などが提示されました。この当たりは、定番をしっかり押さえていますね。Javaの特徴といえばオブジェクト指向であるのは第1回で解説した通りですが、まずは基本文法から学ぼうというわけです。「3.Javaの標準ライブラリ」「4.実践的なプログラミング」も基本文法ありきですから、まずはここをしっかりやることにしましょう。なお、本連載では4.あたりまでを学習する予定です。

変数を学ぶ

　図4「1.Javaの基本文法」では、細かく4つのテーマが提示されました。

　いずれもJavaプログラミングの根幹となる、他のプログラミング言語にも通じるテーマです。次の質問にいきたいところですが、Copilotに限らず対話型AIに聞くコツは、最初は漠然とした質問でも、回答中に登場したキーワードなどを指定して、より具体的な質問に切り替えていくことです。今回は、「変数とデータ型」というキーワードが登場したので、これについて聞いてみることで、さらに詳しい回答を得ることにしましょう。

　「変数の基本中の基本を教えて！」と投げてみました。既にJavaについて聞いていることが分かっているので、「Javaの変数〜」といった、くどい質問にしなくてよいのです。また、キーワードは複数にしないことと、「基本中の基本」などと入れることでレベル付けしてあげた方が、期待に近い回答を得られやすくなります（図5）。

　コンパクトに要所を押さえた回答が得られました。「変数とは名前付きの箱」であると説明されており、「宣言」「代入」「使用」という3つの段階で使い方が示されています。これを掘り下げてみます。

1.変数の宣言

　「変数は名前付きの箱」とあるように、「変数」とはデータを入れておく名前の付いた箱のようなものです。演算した途中経過を一時的に保管したり、やりとりをしたりするために利用できます（図6）。

　「変数の宣言」とあるように、Javaでは変数を使うに当たり、「宣言」が必要です。宣言とは、「変数を作る」ことです。ある変数を使いたいとき、必ず変数を宣言しなければなりません。

2.変数への代入

　「変数に値を入れる。」ことを「代入」といいます。変数は、宣言しただけでは中に何が入っているか分からないので、何かしらの値を代入してあげる必要があります。なお、回答にはありませんでしたが、宣言した変数に最初の値を入れることを特に「初期化」といいます。代入を再び実行して、別の値を入れることもできます。

3.変数の使用

　値が入った変数は、「使用」することができます。値を読み取って表示したり、別の変数に入れたりといった操作が可能になります。

コード補完で便利にコード入力

　上記を理解するために、図5の「例: 変数の基本的な使い方」にある場所に書かれているコードを実際にVS Codeで入力して試してみましょう。前回の手順で、新しいプロジェクト「basic」を作ります。手順を忘れてしまった人は、第1回を参照してください。プロジェクトを作ったら、App.javaファイルを開きます（図7）。

　コピペではなく、図5のCopilotの回答を見ながら、mainメソッドの内部、「System.out.println("Hello, World!");」の下に「int number;」と入力してみます。ここで、「int 」（最後はスペース）まで入力すると、うっすらと「a = 5;」などと表示されることに気付くでしょう（図8）。これが、Copilotの機能である「コード補完」です（「GitHub Copilot Suggestion」といいます）。

　コード補完の機能は、前回導入したJavaの拡張機能でも提供されます。これらが、主にメソッドや引数の候補を出す定型の機能であるのに対し、Copilotのコード補完は「次に入力すべきコード」を提示してくれます。この場合は、「int 」まで入力したことで、「これはおそらく変数を宣言しようとしているので、その基本形を提示しよう」としてくれています。提示で問題なければ、［Tab］キーを入力することで提示内容が確定し、実際に入力されます。これを元に、変数名や数値を望むものに書き換えればよいでしょう。［Esc］キーを入力すれば、提案自体を取り消せます。

　なお、「int a = 5;」を確定させると、「次はbじゃないの？」と「int b = 10;」といった文を提示してくれます。これも問題なければ［Tab］キーで確定できるので、変数宣言を続けたい場合には便利です。

　今回は、「int number;」が欲しい内容なので、Copilot提示の内容を修正するか、無視して終わりまで手入力します。ここで、次の行を入力しようとすると、同様に「number = 5;」などの候補が、それを確定させると今度は「System.out.println(…);」などの候補が、といった具合に次々と提示されます（図9）。「Copilotの回答に沿った内容を入れているのだから当たり前では？」と言われるとそれまでなのですが、次に入力すべきコードを次々と提示してくれるのは便利です。

　最終的なコードは図10の通りです。実行させると、App.javaに最初から入っていたコードによる表示に加え、今回入力したコードで「10」と表示されていることが分かりますね。

関連ファイルによる具体的な回答の取得

　プロジェクトを作ってソースファイルを開くと、それはCopilotに「関連ファイル」として認識されます。図7において、質問を入力するボックスに「App.java Current file」と表示され、現在開かれているファイルが関連ファイルとなっていることが分かります。関連ファイルは、［コンテキストを追加する...］で表示されるポップアップメニューから「関連ファイル」かファイルそのものを選択するか、「#file: 」の入力で指定することができます（図11）。

　関連ファイルは、図12のようにCopilotが「あなたのコードでの例」といった認識を示すようになるなど、コンテキスト（文脈）の理解に利用されます。

データ型を学ぶ

　図13には「ポイント」欄があり、「変数には《型》を指定します。」と説明されています。「型は、変数にどんなデータを入れるかを決めます。」とあるように、Javaでは変数には「型」というものがあり、それは宣言時に決めなければなりません。「型」はデータの型であることから、「データ型」とも呼ばれますが意味は同じです。

　先ほど入力したコードには、「int」と記述しました。図13の「型の例」によると、これがデータ型です。このように、変数について聞けば必ず一緒になって返ってくるのがデータ型で、切っても切り離せない関係です。

　「型の例」とありますし、ずいぶんとシンプルなので、実はもっとありそうです。そこで、「データ型についてもっと詳しく！」と投げてみました（図14）。

　これによると、データ型には大きく分けて、「プリミティブ型」（基本型）と「参照型」があるようです。

プリミティブ型（基本型）

　プリミティブ（「原始的な」などの意味）の名の通り、数値や文字など基本となる値を表すデータ型です。図15の回答によると、プリミティブ型には大きく分けて4種類、8個のデータ型があります。

　データ型によって表せる値の範囲や、必要なメモリの大きさなどが決まっているので、用途に応じて適切なデータ型を選ぶ必要があります。図15を基に、表1〜4にまとめてみました。サイズとは必要なメモリの大きさです。また、long型の数値にはサフィックス（接尾辞）としてLまたはlを、float型の数値にはFまたはfを、それぞれ指定する必要があります。

型	サイズ	範囲	例
byte	1バイト	-128〜127	byte b = 10;
short	2バイト	-32,768〜32,767	short s = 100;
int	4バイト	-2,147,483,648 〜 2,147,483,647	int i = 1000;
long	8バイト	-9,223,372,036,854,775,808 〜 9,223,372,036,854,775,807	long l = 100000L; ※Lまたはlを付ける
表1　Javaの整数型

型	サイズ	精度	例
float	4バイト	約7桁（単精度）	float f = 3.14F; ※Fまたはfを付ける
double	8バイト	約15桁（倍精度）	double d = 3.14159;
表2　Javaの浮動小数点型（小数）

型	サイズ	説明	例
char	2バイト	単一文字（UTF-16でエンコード）	char c = 'A';
表3　Javaの文字型

型	サイズ	説明	例
boolean	JVM依存（1ビット程度）	真偽値（trueまたはfalse）	boolean isActive = true;
表4　Javaの論理型

　このようにたくさんのデータ型があります。先ほどApp.javaに入力した「int number;」の「int」は、4バイトの整数型ということが分かります。

参照型

　参照って何だろうということですが、値そのものを表すのではなく、値の「場所」を表すデータ型です。プリミティブ型では種類によって必要なメモリの大きさが決まっていましたが、参照型は長さの決まっていない値を扱う場合に使用します。それらが、図16にある「オブジェクト」や「配列」です。です。回答には「オブジェクト」や「メモリの参照先」を扱うなどとありますが、現時点ではそれについての理解は不要です（後続の回で明らかになります）。

　ここには、「(1)文字列型」「(2)配列型」「(3)クラス型」の3種類が登場します。

　文字列型とはString型ともいい、文字型とは異なり複数の文字を保持します。文字数は0文字から何文字でもOKです（実際には上限がありますが、現実的な利用でということです）。

　配列型はArray型ともいい、複数の同じデータ型の値をまとめて保持します。図16にあるように、配列型の変数はちょっと変わった形式で宣言します。また、配列型の変数を使うときにも、普通の変数とは違った形式となります。

　最後のクラス型は、ユーザー定義のデータ型です。標準ライブラリのクラスも、これに含まれます（文字列型のStringもクラスですが、Javaでは特別扱いされています）。

インラインチャットでコード入力

　いろいろなデータ型が登場したので、サンプルをCopilotに作成してもらいましょう。これには、「インラインチャット」を使います。ソースファイル中でコードを挿入したい箇所で、macOSの場合は［Command］＋［I］キー、Windowsの場合は［Ctrl］＋［I］キーを入力します。質問文「ここに、いろんなデータ型のサンプルを入れて。」を入力して送信すると、コードの候補が薄い文字で表示されるので、［同意する］を入力するとコードが確定します（図17）。

　確定したコードはもちろん有効なので、すぐに実行して結果を確認できます。

データ型の推論

　変数とデータ型を学んだので、ここで少し高度な内容に踏み込んでみます。変数の宣言の方法に、もっと新しいものがないかどうか聞いてみましょう。「変数宣言の最新の方法は？」と投げてみました。回答として、関連ファイル（App.java）をその方法で書き換えたものが提示されます（図18）。

　変数宣言は、「int number;」のような形式の他に「var number = 10;」といった形式が可能です。これを「型の推論」といいます。この場合、「10」からデータ型を推論するので、初期化が必須となります。タイピング量を減らしたり、コードの読みやすさをアップさせたりする効果がありますが、intのようなシンプルなデータ型ではあまりありがたみを感じないかもしれません。後続の回で登場する、何回もタイピングするのが苦痛になるような複雑なデータ型だと、その恩恵が理解できるでしょう。

演算子を学ぶ

　変数への代入では「=」という記号を使っていました。これの意味することは何でしょうか？　もちろん、「代入」ということなのでしょうが、それも含めて聞いてみましょう。「「=」の意味を教えて。他にもあればそれについても。」と投げてみました（図19）。かなり口語的ですが、これでも大丈夫です。

　回答によると、「=」は代入演算子です。代入する演算子ということですね。このように、演算子とは演算の種類を表す記号です。「他の関連する演算子」に4種類に分けてくれたので、データ型と同様に表5〜7にまとめてみました。

演算子	役割	例	結果
+	加算（a + b）	5 + 3	8
-	減算（a - b）	8 - 5	3
*	乗算（a * b）	2 * 7	14
/	除算（a / b）	6 / 3	2
%	剰余算（余り、a % b）	7 % 3	1
表5　Javaの主な算術演算子

演算子	役割	例	結果
==	等しい（a == b）	3 == 3	true
!=	等しくない（a != b）	8 != 5	true
<	小さい（a < b）	2 < 7	true
>	大きい（a > b）	6 > 3	true
<=	等しいか小さい（以下、a <= b）	3 <= 3	true
>=	等しいか大きい（以上、a >= b）	5 >= 3	true
表6　Javaの主な比較演算子

演算子	役割	例	結果
&&	論理積（AND、a & b）	true && true	true
|	論理和（OR、a | b）	true || false	true
!	否定（NOT、!a）	!true	false
表7　Javaの主な論理演算子

　たくさんの演算子があり、使い方がイメージできるもの、そうでないものがあると思います。算術演算子は計算に使うものと想像できそうですが、比較演算子や論理演算子はいつどのように使うのか？　という疑問も沸くでしょう。これらの演算子は、後続の回で「制御構文」など一緒に使うので、その際に改めて紹介します。ここでは、算術演算子のサンプルをインラインチャットで作ってみます。「算術演算子のサンプルを日本語で入れて。」と投げてみました（図20）。

リテラルを学ぶ

　ここまでで、「int number;」とか「number = 10;」の意味をCopilotの力を借りながら解説してきました。ここで、分かっているようで分かっていないものに、「10」があります。「それって数字の10では？」と即答されそうですが、おそらくはきちんとした意味があるのではないでしょうか？　最後に、この質問を投げてみます。これまで出てきた回答から「10とか'A'とか"Java"って何？」という質問を作ってみました（図21）。

　10とか'A'は、「リテラル」です。リテラルには、「書いたまま」のような意味があるので、まさに数値や文字そのものを表すもの、と理解しておけばよいでしょう。Copilotの回答を基に、表8のようにまとめてみました。longにLまたはl、floatにFまたはfを付けるのは、データ型の説明のときと同じです。

種類	データ型	表すもの	例
整数リテラル	int、long	整数値（longの場合は末尾にLかl）	10 100000L
浮動小数点リテラル	double、float	小数値（floatの場合は末尾にFかf）	3.14 0.5f
文字リテラル	char	1文字（「'」で囲む）	'A' '1' '@'
文字列リテラル	String	複数の文字（「"」で囲む）	"Java" "Hello, World!"
論理リテラル	boolean	真偽値	true false
表8　Javaの主なリテラル

　ちょっとしたルールはありますが、リテラルは直感的に分かりやすいですね。

まとめ

　今回は、GitHub Copilotを利用できるようにして、プログラミングの基本と言える変数、データ型、演算子、リテラルをCopilotに聞きながら学習しました。

　次回は、条件分岐という構文を学習します。いよいよプログラミングらしくなってきますので、お楽しみに。