こんにちは、月子です！
突然ですが、私はパソコンの動きが苦手です。
コンパイルも「パソコンが何やかんやで出力してくれている」と適当に覚えていました。
そのため、学びなおしました。
だってエンジニアの仕事ってコード書くことでしょ〜？と思いながら研修を受けてたら、
途中で詰まりまくり、上司に「本質的理解ができていない」と叱られました。
そうです、何となくで覚えていた私は、ちょっと応用が入ると、一気にキャパオーバーになってしまうのです。
特に「インスタンス化」や「参照渡し」の部分がボロボロでした。
パソコンのメモリに？変数を入れる？
newで新しいインスタンス化？？へ？？
マジでこんな感じだったので、
今回は「メモリ」について勉強したいと思います！
私が理解しやすいように、いろんな例えが出てきます。
「それ、違くない？」と思ったら、遠慮なくコメントや、ツイッターのリプで教えてくださると幸いです！
コードを組む上で絶対意識しておくべきもの、それが「メモリ」
そもそもメモリって何なの？って思いますよね。
私は例えでよく、カレーライスを作ります。そのため今回も作ります。
Curry Curry = new Curry;
これで「カレーライス」が１つ出来上がりました。
ただこれって、「カレーライス」が本当にできるのではなく、
１と０のメモリ領域で表現されているだけなのです。
余談ですが、FGOというゲームがありまして、
エレシュキガルという超かわいいキャラクターを、ガチャで引きたかったんですね。
彼女を迎え入れるため、20,000円を課金したことがあります。
すると、何と、2人も！エレちゃんがきてくれました！！
嬉々として、そのことを友人に話したら、
ただの１と０のデータなのに？
あの時、友人を殴らなかった私を褒めてあげたい…
※余談終わり※
いいんです、１と０の集まりでも、私の心にはいるから…
この「メモリ」
趣味だったら、別に考えなくてもいいんです。エレちゃんはそこにいる！と言い張っても全然構いません。
しかしプログラマーとしては、きちんと考えてコードを組まないといけません。
私はカレーライスを作ったら、頭の中にカレーを作り上げて、
にんじんやら玉ねぎを入れていましたが、
それだと、いつか絶対詰まってしまうんです！
特に「参照渡し」！！
理由もあわせて、「メモリ」について学んでいきたいと思います。
メモリとは何か
いきなりですが、質問です。
この中で「メモリ」はどれでしょう？
ROM : 600GB
RAM : 8GB
実はこれ上司に質問された内容なのですが、
えーと、多分８GB？
こう答えたら、「それでもプログラマーか」と叱られました。
正解は「８GB」です。エンジニアはメモリを聞かれて「多分」とか言っちゃダメです。
他の２つも含めて、こんな風に例えられることが多いです。
ROM : 600GB → 引き出しの中身
RAM : 8GB →机の上
今すぐ使うものは８GBの方に、
今は使わないけれど残しておきたいものは600GBの方に、しまっておくイメージですね。
私たちはプログラミングでコードを打つと、
ポイポイポイポイとどんどん机の上に広げていきます。
「メモリ」の何となくのイメージは掴めましたか？
次は、さらに「メモリ」を詳しく見ていきます。
「メモリ」をマンションに例えてみる
私の愛読書「スッキリわかるJAVA」では、メモリについてこう書いています。
「メモリの中は基盤の目のように区画整理されており、格区画にはアドレスが振られています。」
よし……マンションに例えましょう。
パソコンのメモリはマンションです。
このメモリをヒープ領域と呼びます。
このヒープ領域は区画に分かれていて、「0001,0002,0003…」とアドレスが振られています。
そうです、マンションの部屋がたくさんあるイメージでいきましょう！
私たちがコードを打つと、部屋がどんどん確保されていきます。
確保するためには、「new」を使います。
この部屋を確保してくれているのが、JVMです。
JVMについてはこちら
もし配列を新しく作ると、JVMはどのように動くのでしょうか。
int[] num = new int[3];
おっけー！
配列の中に要素を３個作りたいのね！
じゃあ、１２部屋確保してくるわ！！ちょい待ち！
12部屋と言ったのには、理由があります。
int型は１つの変数で４バイト消費します。つまり４部屋確保が必要なんですね。
そのためint型の変数を３つ入れるためには、12部屋必要になるのです。
7000番地〜7011番地を、numの変数のために用意したぜ！
さらに、JVMはこんな処理をします。
よし、numには7000番地と入れておこう
そうです、7000~7011番地すべてを変数numには入れません。
1番最初のアドレスだけnumに入れるのです。
（何でなのかは私にもわかりません、誰か教えてください）
参照渡しとは、マンションの部屋を渡すこと
ここで「参照渡し」について話します。
int[] num = new int[]{1,2,3}; int[] sum; sum = num; sum[0] = 100; System.out.println(num[0]);
今までの私だったら、
えーと、numの配列に１、２、３を入れて…
sumの配列も作って…
numをsumに入れる…
そしてsumの０番目の要素は「100」にする…
え？numの０番目の要素は１のままじゃないの？？
しかし実行すると、「１００」が出てきます。
図にするとこんな感じです。
パソコンの舞台裏を知っていないといけない、と言ったのは、まさに「参照渡し」があるからです。
パソコンの舞台裏を知らないと、
「１、２、３」の数字を渡すんでしょ？と思いがちです。私もそう思ってました。
でもそうではなく、アドレスの1番はじめの番地を渡します。
つまり、
sum = num; sum[0] = 100;
7000番地を見ると、ふーむ、7011番地まで配列が入ってるね〜
これをsumとシェアするんだね？
ん？要素０を100にしたい？
要素０は7000番地~7003番地だね
おっけー変えとくよ！
こんな処理をしてるので、num[0]も１００になったんですね。
メモリと配列渡しのまとめ
・newすると、JVMがアドレスを確保してくれる
・「参照渡し」とはアドレスを渡すことである
私はここが全く理解できていなかったので、めちゃくちゃ苦労しました。
例えばカレーライスは１つしかないのに「new」しまくったりね。
newするたびに、部屋をどんどん確保していきます。
しかし自分は「カレーライスは１つしか作ってない！」と思い込んでいるので、
２個も３個もカレーライスを作っている自覚がないわけです。カレー地獄。
次回はインスタンスやフィールドをやろうと思っているので、
今回のアドレスと絡めて学んでいこうと思います！
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