クラスⅠ

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りえもてぎ
5 years ago
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1 クラス Ⅰ 今回の課題項目クラスライブラリ ( 概要クラスパッケージ ) クラスライブラリ ( クラスのインポート ) クラスライブラリ ( クラスのメンバ静的メンバインスタンスメンバ ) メソッドの種類 ( クラスライブラリのメソッド自作のメソッド ) メソッドの構成 ( 戻り値メソッド名引数リストメソッド本体 ) メソッドの定義 ( オーバーロード : 多重定義 ) メソッドの呼出 ( 静的メソッドインスタンスメソッド ) メソッドの作成 (main メソッド ) メソッドの作成 ( サブルーチン化 ) メソッドの作成 ( インターフェイスメソッド ) 今回の重点項目クラスライブラリ ( パッケージインポートメンバ ) メソッド ( 種類構成オーバーロード呼出 ) メソッド (main メソッドサブルーチン化 ) -1-

2 クラスライブラリクラスライブラリ Java のクラスライブラリ (Class Library) は様々なクラス (Class) を提供して居り此等のクラスで定義された変数やメソッドを使用する事で効率的にプログラミングを行う事が出来る Java のクラスライブラリは関連する複数のクラスを纏めたパッケージ (Package) と謂う単位でグループ化されて居る猶パッケージの中に他のパッケージを含む事も可能で此の様なパッケージをサブパッケージ (Sub Package) と謂う下記に Java の主なパッケージを示す java.lang java.util java.io java.applet java.awt java.text java.net Java プログラム言語の設計に当り基本的なクラスを提供各種のユーティリティクラス ( 日時機能乱数ジェネレータービット配列等 ) を提供データストリームやファイルシステムに依るシステム入出力用クラスを提供 Java アプレットを作成する為のクラスを提供ユーザインタフェースの作成グラフィックスとイメージのペイント用の総てのクラスを提供テキスト日付数値等を自然言語に依存しない方法で処理する為のクラスを提供ネットワーク対応アプリケーションを実装する為のクラスを提供猶総てのパッケージに付いての詳細は Java2SDK ドキュメントの API と言語仕様で得る事が出来るクラスのインポートパッケージの中に有るクラスの機能を使用するにはソースコードの先頭で使用するパッケージのクラスをインポート (Import) する必要が有る import 文の書式は下記の通りで有る import パッケージ名. クラス名 ; // 記述例 :import java.awt.graphics; 同一のパッケージ内の多数のクラスを使用する場合はクラス名にアスタリスク *(Asterisk) を使用して総てのクラスをインポートする事が出来る import パッケージ名.* // 記述例 :import java.awt.* 但しパッケージのインポートではサブパッケージ迄は取り込まれない即ち上記ではサブパッケージで有る java.awt.event パッケージ内の MouseEvent クラス等は使用する事が出来ない此等のクラスを使用する場合には下記の様に個別にパッケージのインポートを行う必要が有る import java.awt.* import java.awt.event.*; 猶 System クラスや String クラスや Math クラス等の頻繁に使用されるクラスを定義した java.lang パッケージはデフォルトでインポートされる為記述する必要は無い -2-

3 クラスのメンバクラスで定義されたメソッド変数及び定数 (final 変数 ) の事をメンバ (Member) と謂う亦変数と定数を総称してフィールド (Field) と謂うメソッドとはクラスの持つ動作 (Action) で有りフィールドとはクラスの持つ属性 (Attribute) で有る Java のクラスライブラリで提供されて居るクラスで定義されたメンバにはクラスをインポートする丈で使用する事の出来る静的メンバ (Static Member) とクラスをデータ型と仕た変数を宣言しないと使用する事の出来ないインスタンスメンバ (Instance Member) が有る静的メンバの定義 // 例 :static int parseint(string s) インスタンスメンバの定義 // 例 :String tostring( ) 猶静的とは常にメモリ上に存在する事を意味し静的メンバ ( 静的フィールドと静的メソッド ) には static 修飾子が付加される此れに対してインスタンスとは動的にメモリ上に配置される実体を意味しインスタンスメンバ ( インスタンスフィールドとインスタンスメソッド ) には修飾子は付加されない静的メンバを使用する場合には下記の様に指定するクラス名. メンバ名 String s = "123"; int i; i = Integer.parseInt(s); // String クラスの変数 s の宣言と初期化 // int 型の変数 i の宣言 // 静的メソッドの使用インスタンスメンバを使用する場合には下記の様に指定するインスタンス名. メンバ名 String s; Integer i = new Integer(123); s = i.tostring( ); // String クラスの変数 s の宣言 // Integer クラスの変数 i の宣言とインスタンスの生成 // インスタンスメソッドの使用インスタンスを生成する事をインスタンス化 (Instantiate) と謂いクラスをインスタンス化するには new 演算子を使用するクラスからインスタンスを生成する書式は下記の通りで有るクラス名変数名 = new コンストラクタ ( ); コンストラクタ (Constructor) とはクラスからインスタンスを生成する為にクラスを初期化する特別なメソッドで有りクラス名と同じ名称を持つ猶コンストラクタには引数を与えて初期化を行う物も有るコンストラクタは new 演算子に依るインスタンスの生成時に呼び出し通常のメソッドの様に直接呼び出す事は出来ず亦戻り値は常にインスタンスへの参照で有る猶変数にはインスタンス自体が格納されるわけではなくインスタンスへの参照 (C/C++ のポインタ ) が格納される -3-

4 メソッドメソッドの種類メソッド (Method) とはプログラムの文 ( ステートメント :Statement) をブロック化する機構でデータに対して何等かの処理を行う物で有るメソッドは下記の 2 種に分類されるクラスライブラリで定義されたメソッドプログラマが作成するメソッド System.out.println メソッド等 main メソッド等クラスライブラリ (Class Library) とはカテゴリ別に分類した様々な機能を持つクラスの集合体で有り各クラスにはプログラム作成に有用なメソッドが数多く定義されて居るクラスライブラリが提供するメソッドに目的の機能が無い場合にはプログラマが独自にメソッドを作成する必要が有る猶 Java アプリケーションでは最低限プログラムの実行開始位置と成る main メソッドを独自に作成しなければ成らないメソッドの構成メソッドは下記の各部より構成されるメソッド修飾子戻り値のデータ型メソッド名 ( 引数リスト ) throws 例外リストメソッド本体メソッド修飾子 (Method Modifiers) メソッド修飾子はアクセス制御等を指定する物で省略可能で有る abstract 抽象メソッド ( 抽象メソッドを1 個でも持つクラスは抽象クラス ) 1 final オーバーライド出来ないメソッド 2 private 同じクラスからしか呼び出せないメソッド省略同じパッケージ内からしか呼び出せないメソッド protected 同じパッケージか其のサブクラスからしか呼び出せない public 何処からでも呼び出せる static 静的メソッド 3 synchronized マルチスレッド時に同期を取るメソッド 4 native C 言語等で作成された函数等のネイティブコード 1: メソッド名引数戻り値は定義されて居るがブロック内の処理 ( 実装 ) が行われて居ない 2: 継承に依り此のメソッドの機能変更や拡張は出来ない 3: 当該メソッドが定義されて居るクラスをインスタンス化しなくても利用出来る 4: スレッドに呼び出された時点でロックされる為複数のプロセスに依り実行される事が無く成るアクセス制限を記述する修飾子は public protected private で此等は相互に排他的で 1 個のメソッドに複数記述する事は出来ない不完全なメソッドを持つクラスを抽象クラスと呼ぶ此の様なクラスは継承されサブクラスでオーバーライドされる事に依り当該メソッドの実装を果たし初めてインスタンス化され得る -4-

5 戻り値のデータ型 (Result Type) 戻り値のデータ型は当該メソッドが終了した時に返す値のデータ型で有る配列型の戻り値も可能で有る猶戻り値が無い場合は型宣言の部分に void と記述するメソッド内で呼び出し元に戻り値を返すには return 文を使用する猶此の時 return 文で指定した値とメソッドで宣言したデータ型が一致して居ないとコンパイル時にエラーが発生するメソッド名 (Method Identifer) メソッド名は其のメソッドを参照する名前と仕て使用される名前の付け方は任意で有るが 1 文字目は半角英小文字でなければ成らない数字は不可で英大文字も慣習的に使用しない猶クラス名と同じ名前のメソッドはコンストラクタと仕て認識される為通常のメソッドにクラス名と同じ名前を付ける事は出来ない引数リスト (Parameter List) 引数 ( ひきすう ) とはメソッドを呼び出す時にメソッドに対して動作条件を指定する為の値の事で有る引数リストは此の引数のデータ型と引数名を定義する物で引数を必要と仕無い場合には省略可能で有る此の場合には空の小括弧 ( )( パーレン :paren) 丈を記述する引数リストで定義された引数の有効範囲 (Scope) は当該メソッドの本体全体で有る引数リストの定義を行う書式は下記の通りで有るデータ型 1 引数名 1, データ型 2 引数名 2, データ型 n 引数名 n メソッド名と引数リストを合わせてシグネチャ (Signature: 署名 ) と呼ぶ此れがメソッドを識別する物と成る為同一のクラスで同じシグネチャを持つ複数のメソッドを宣言するとコンパイル時にエラーが発生する throws 節 (Throws Clause) throws 節はメソッドの実行から生じる可能性の有る例外を宣言する為に使用する当該メソッドの実行中に例外リストに列挙された例外 (Exception) が発生した場合メソッドの呼び出し元に例外を返す ( 例外を投げる :throw) 事に成る猶 throws 節で指定した例外クラスが throwable クラスか又は其の下位クラスでなければコンパイル時にエラーが発生するメソッド本体 (Method Body) メソッド本体には当該メソッドの処理を行うステートメントを記述する猶メソッド修飾子に abstract を指定した抽象メソッドでは実装するコードブロックが無い事を示すセミコロン (;) 丈を中括弧 ( ブレス :brace) 内に記述する猶メソッドが void 宣言されて居る場合は式を持つ return 文を含む事は出来ず逆に戻り値を持つメソッドは式を持つ return 文で制御を戻す必要が有る -5-

6 メソッドのオーバーロード Java ではメソッドを識別するのにメソッド名と引数リスト ( 引数の個数とデータ型 ) で構成されるシグネチャを使用する其の為同じメソッド名でも引数リストの異なる物は別の物と仕て扱われる猶同じメソッド名で引数リストの異なるメソッドを同時に定義する事をメソッドのオーバーロード (Overload: 多重定義 ) と呼ぶメソッドのオーバーロードを使用すると用途の同じメソッドを纏めて定義する事が出来る但し同じシグネチャでメソッドをオーバーロードすると同一のメソッドが複数存在する事に成りコンパイル時にエラーが発生するメソッドの呼出メソッドに処理を移行する事をメソッドを呼び出す (Call) と謂うメソッドを呼び出す為にはメソッド名の後ろに小括弧 ( )( パーレン :paren) で囲んで引数を指定する静的メソッドを呼び出す場合には下記の様に指定するクラス名. メソッド名 ( 引数リスト ) String s = "123"; int i; i = Integer.parseInt(s); // String クラスの変数 s の宣言と初期化 // int 型の変数 i の宣言 // 静的メソッドの使用インスタンスメソッドを呼び出す場合には下記の様に指定するインスタンス名. メソッド名 ( 引数リスト ) String s; Integer i = new Integer(123); s = i.tostring( ); // String クラスの変数 s の宣言 // Integer クラスの変数 i の宣言とインスタンスの生成 // インスタンスメソッドの使用引数の値は変数で指定してもリテラル (Literal: 定数 ) で指定しても良い複数の引数を持つメソッドの場合は夫々れの引数をカンマ区切りで列挙し亦引数を持たないメソッドの場合はメソッド名の後ろに小括弧丈を記述する亦戻り値を変数に代入する場合には代入演算子 = (Equal) の左辺に戻り値を受け取る変数を記述し右辺にメソッド呼出を記述する基本データ型の変数やリテラルを引数に渡す時にはデータがコピーされる其の為メソッドに渡された引数の値をメソッド内で変更しても呼出元の変数には影響を及ぼさない i = Integer.parseInt( s ); コピー呼出 static int parseint(string s) コピー return 戻り値 -6-

7 main メソッドの構成プログラムの実行開始位置と成る main メソッドはメソッドの構成規則に従い一般に下記の様に定義する public static void main(string args[ ]) 処理内容 public 修飾子はクラス外からのアクセスを可能にする外からアクセスされる事の無い main メソッドに public 修飾子を指定するのは単なる習慣で有るが必ず public でなければ成らない static 修飾子が指定されて居るのは此のメソッドをメンバに持つクラスがインスタンス化されなくても利用する事が出来る様にする為で有る main メソッドはプログラムの開始直後に実行される為当該クラスがインスタンス化されなくても利用出来る様に成って居る必要が有る為必ず public でなければ成らない戻り値は一般に無い其れは main メソッドが最初に実行されるメソッドで有る為戻り値を返す相手が無いからで有る引数はコマンドラインから受け取る此れを String クラスの配列で定義して置くスペース区切りのコマンドライン引数が String クラスの配列に要素番号 0 から順次格納される猶数値型のデータの場合はラップクラス等で数値型に変換して使用する事に成る猶 main メソッドで throws 節を記述する事も出来る此処で指定した例外はメソッドの実行中に発生してもキャッチしないで上位の呼出元のクラスに例外の処理を委任する為例外の処理は main メソッドの呼出元で有る JVM(Java Virtual Machine) が行う事に成り main メソッドの中で例外処理を行う必要が無く成る但し例外が発生した時点でプログラムの処理は停止する例外をキャッチした JVM はトレースバック情報 ( 例外の経路と種類 ) を表示してプログラムを停止する為プログラム開発時には main メソッドで例外をスローする手法も用いられるが実用プログラムでは例外に応じて catch 節で処理する事が望ましいメソッドの作成メソッドとは前述の様にプログラムの文 ( ステートメント :Statement) をブロック化する機構でデータに対して何等かの処理を行う物で有る総てのコードを main メソッドの中に記述するのではなくプログラムを機能別に細分化 ( サブルーチン化 :Subroutinize) する事は開発効率や保守性を高める効果が有る猶イベント駆動型 (Event Driven Type) のプログラムでは機能毎にメソッドに分割する事は必須と成るメソッドを定義するにはメソッドの構成に従いクラスの中にメソッドのプロトタイプ (Prototype) と処理内容を記述する猶プロトタイプとはメソッドの構成に於ける処理部分 ( ブレスで囲まれた部分 ) を除く部分を謂うインターフェイスメソッド他のオブジェクトから利用可能なメソッドの事をインタフェースメソッドと呼ぶ他のオブジェクトとの会話のインタフェースに成るメソッドは少ない方が安全なので最初は全てのメソッドを private に仕て置き必要に応じてインタフェースメソッドを選び出して public にすると良い -7-

8 演習メソッドの作成 ( 数値の平均値 ) 下記のコードをテキストエディタで入力し Average.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する /* ============================== */ /* メソッドの作成 ( 数値の平均値 ) */ /* ============================== */ public class Average public static void main(string args[]) double av = average(40, 60, 90); System.out.println("40, 60, 90 の平均 = " + av); static double average(int a, int b, int c) double ans = (double)(a + b + c) / 3; return ans; JAVA では大文字と小文字は区別される 40,60,90 の平均 : _ av = average(40, 60, 90);: メソッドを呼び出し戻り値を変数に代入する式 (Expression) メソッドでの定義通り int 型の数値リテラルを引数と仕て average メソッドを呼び出し其の戻り値を変数 av に代入する此処では average メソッドの戻り値のデータ型が double 型で有る為 double 型の変数 av に戻り値を代入して居る static double average(int a, int b, int c): メソッドのプロトタイプ (Prototype) 此処では 3 個の int 型の引数を取り double 型の戻り値を返すメソッド average を定義して居るアクセス制御に static 修飾子を指定して居るので此のメソッドが定義されて居るクラス即ち Average クラスをインスタンス化しなくても此のメソッドを使用する事が出来る亦アクセス制御に public protected private の孰れも指定して居ないので此のメソッドは同じパッケージ内からしか呼び出す事が出来ない double ans = (double)(a + b + c) / 3: 演算精度を上げる為のキャスト (Cast) 変数 a b c は孰れも int 型で有る為当該変数を加算した結果は int 型と成る亦数値リテラル 3 も整数型で有る為 (a + b + c) / 3 の演算結果は整数型と成り double 型の変数に代入しても小数点以下のデータは消失する其の為此処では変数 a b c の加算結果を double 型にキャストして居る return ans;: 戻り値を設定して復帰する文 (Statement) return 文は呼び出されたメソッドから呼び出したメソッドに戻る為に使用する戻り値を持つメソッドは戻り値の値を示す式 ( 此処では変数 ans) を指定した return 文で制御を戻す必要が有る -8-

9 メソッドの作成 ( 階乗の計算 ) 下記のコードをテキストエディタで入力し Factorial.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class Factorial public static void main(string args[]) int i; for (i = 11; i > -2; i--) int f = fact(i); String s; if(i<0 i>9) s = "" + i; else s = " " + i; if (f == -1) System.out.println(s + "!: 不正な値です "); else System.out.println(s + "!: " + f); static int fact(int i) if (i < 0 i > 10) return -1; else int j; int f = 1; for (j = 1; j <= i; j++) f = f * j; return f; 11!: 不正な値です 10!: !: !: !: !: 720 5!: 120 4!: 24 3!: 6 2!: 2 1!: 1 0!: 1-1: 不正な値です _ static int fact(int i): メソッドのプロトタイプ (Prototype) 此処では 1 個の int 型の引数を取り int 型の戻り値を返すメソッド fact を定義して居る return -1;: 戻り値を設定して復帰する文 (Statement) 此処では本来有り得ない値を戻して呼出元でのエラー判定に利用して居る -9-

10 メソッドの作成 ( バブルソート ) 下記のコードをテキストエディタで入力し Sort.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class Sort static int data[] = 54, 24, 56, 95, 79, 28, 42, 38, 60, 29; public static void main(string args[]) String m; int i; m = " ソート前 :" + data[0]; for (i = 1; i < 10; i++) m = m + ", " + data[i]; System.out.println(m); sort(); m = " ソート後 :" + data[0]; for (i = 1; i < 10; i++) m = m + ", " + data[i]; System.out.println(m); static void sort() int i, j; int t; ソート前 :54,24,56,95,79,28,42,38,60,29 ソート後 :24,28,29,38,42,54,56,60,79,95 _ for (i = 0; i < 10; i++) for (j = 0; j < i; j++) if (data[j] > data[j + 1]) t = data[j]; data[j] = data[j + 1]; data[j + 1] = t; static int data[] = ;: 配列を宣言し初期化を行う文 (Statement) 此処ではクラス内の総ての部分で参照する事の出きるメンバ変数 data を int 型の配列で定義して居る此の様にクラス内の何のメソッドからでも使用する事の出来る変数を宣言するにはメソッド外の通常 class 定義の直下で宣言する static void sort( ): メソッドのプロトタイプ (Prototype) 此処では引数を取らず戻り値も返さないメソッド sort を定義して居る -10-

11 メソッドの作成 ( オーバーロード ) 下記のコードをテキストエディタで入力し Overload.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する import java.io.*; public class Overload public static void main(string args[]) long l; double d; BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); try System.out.print(" フィート :"); String s = input.readline(); try l = Long.parseLong(s); System.out.println(" メートル :"+conv(l)); catch(numberformatexception el) try d = Double.parseDouble(s); System.out.println(" メートル :"+conv(d)); catch(numberformatexception ed) System.out.println(" 数値では有りません "); System.exit(1); catch(ioexception e) System.out.println(" 例外が発生 :" + e); static double conv(long lng) double ret = lng * ; return ret; static double conv(double dbl) double ret = dbl * ; return ret; フィート :30 メートル :9.144 _ static double conv( ): メソッドのプロトタイプ (Prototype) 此処では引数のデータ型が long と double の2 種類の同じメソッド名 conv を持つメソッドをオーバーロード ( 多重定義 ) して居る此の様にオーバーロードを利用すると同じ処理を行うのに同じメソッド名で異なるデータ型の引数にも対応する事が出来る -11-

12 コマンドライン引数 ( 計算 ) 下記のコードをテキストエディタで入力し Calculation.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する public class Calculation public static void main(string args[]) int n = args.length; System.out.println(" コマンドライン引数の数 :" + n); try if(n!=3) throw new Exception(); double a1 = Double.parseDouble(args[0]); double a2 = Double.parseDouble(args[2]); double ans = 0; char c = args[1].charat(0); switch(c) case '+': ans = a1 + a2; break; case '-': ans = a1 - a2; break; case '*': ans = a1 * a2; break; case '/': ans = a1 / a2; break; default: throw new Exception(); System.out.println(args[0]+" "+args[1]+" "+args[2]+" = "+ans); catch(exception e) System.out.println(" 下記の書式で起動して下さい \n"); System.out.println("java Calculation 数値演算子数値 \n"); System.out.println(" 演算子は + - \"*\" / の 4 種です "); コマンドライン引数の数 : = 5.0 _ args.length: 配列変数の長さ ( 要素数 ) を示すメンバ変数 (Member Variable) 配列のメンバ変数 length は配列の長さ ( 要素数 ) を示す値を保持して居る此処では main メソッドの引数 args が String クラスの配列で定義されて居るので其の個数を確認して居る猶 main メソッドの引数はコマンドラインからのパラメータを受け取るコマンドラインのパラメータはスペースで区切り複数指定する事が出来る為其れを受け取る引数には配列が使用されて居る throw new Exception();: 例外を投げる文 (Statement) 此処では意図的に例外 Exception を発生させ catch 節に制御を移して居る此のプログラムはコマンドラインから java Calculation の様に入力して起動する -12-

13 配列の戻り値下記のコードをテキストエディタで入力し ReturnArray.java と謂うファイル名で保存した後コンパイルして実行する /* ============ */ /* 配列の戻り値 */ /* ============ */ public class ReturnArray public static void main(string args[]) String m[] = msgs(); for (int i=0; i<m.length; i++) System.out.print(m[i] + " "); System.out.println(); Welcome to Squid World _ public static String[] msgs() String s[] = "Welcome", "to", "Squid", "World"; return s; public static String[] msgs(): メソッドのプロトタイプ (Prototype) 此処では引数を取らず String クラスの配列の戻り値を返すメソッド msgs を定義して居る此処ではアクセス制御に public を指定して居る為此のメソッドは何処からでも呼び出す事が出来る亦 static 修飾子も指定して居るので此のメソッドが定義されて居るクラス即ち ReturnArray クラスをインスタンス化しなくても此のメソッドを使用する事が出来る return s;: 戻り値を設定して復帰する文 (Statement) 配列を戻り値と仕て戻す場合には return 文の式に配列名丈を指定し大括弧 ( ブラケット :bracket) は付加しない此処では String クラスの配列 s の配列名 s を指定して居る String m[] = msgs();: 配列を宣言しメソッドの戻り値で初期化する文 (Statement) 此処では String クラスの配列 m を宣言しメソッド msgs を呼び出して其の戻り値で配列 m を初期化して居る此の様に配列を戻り値とする事も出来る -13-

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Microsoft PowerPoint ppt 独習 Java ( 第 3 版 ) 6.7 変数の修飾子 6.8 コンストラクタの修飾子 6.9 メソッドの修飾子 6.10 Object クラスと Class クラス 6.7 変数の修飾子 (1/3) 変数宣言の直前に指定できる修飾子全部で 7 種類あるキーワード final private protected public static transient volatile 意味定数として使える変数同じクラスのコードからしかアクセスできない変数サブクラスまたは同じパッケージ内のコードからしかアクセスできない変数他のクラスからアクセスできる変数インスタンス変数ではない変数クラスの永続的な状態の一部ではない変数不意に値が変更されることがある変数