今回の内容グラフとオブジェクト指向プログラミング Java を使う理由 Java の基本 Javaのライブラリ開発実行クラスの再利用クラス継承抽象クラス開発の要点

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たみえわしあし
7 years ago
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1 JAVA 入門

2 今回の内容グラフとオブジェクト指向プログラミング Java を使う理由 Java の基本 Javaのライブラリ開発実行クラスの再利用クラス継承抽象クラス開発の要点

3 グラフを記述するには頂点 (Vertex) と弧 (Arc) その間の関係素直にデータ構造として表現したいグラフは頂点と弧の集合弧から始点と終点を得る頂点からその頂点を始点とする弧の集合を得る頂点と弧をモノ (object) として捉えるモノを中心にプログラムを考える枠組みが欲しいオブジェクト指向プログラミング

4 オブジェクト指向 (OBJECT ORIENTED) もの (object) の操作動作を中心に考える操作や動作を日本語で考え出てくる名詞に注目するオブジェクトの構成属性 (field): データなど操作 (method) オブジェクト A 属性 (field) 操作方法 (method) 通信操作オブジェクト B 属性 (field) 操作方法 (method)

5 グラフをオブジェクト指向プログラミングで考えるグラフの構造を表すデータ構造グラフ頂点弧階層的データグラフの要素としての頂点と弧頂点に接続している弧のリスト弧の両端の頂点頂点の一覧グラフ ± + δ 弧の一覧

6 各データごとの操作弧に値を設定する探索問題 : 頂点や弧に印を付けるデータのカプセル化グラフとしての整合性を維持頂点や弧に属性等を追加型の継承と拡張弧に流れの属性を付けて拡張グラフの可視化

7 様々な OOP 言語 Smalltalk80 Xerox, Palo Alto 研究所 C++ B. Stroustrup C にOOPを導入 Java Sun Microsystems (Oracle) Ruby まつもとひろゆきスクリプト言語

8 C++ ではなく JAVA を使う理由豊富なユーティリティー java.util.arraylist など使い易い開発環境 (IDE) NetBeans Eclipse 多数の OS で使える Windows Linux Solaris OSに依存しない実行形式 GUI 開発が容易 IDE を使うと簡単

9 JAVAの基本全てがクラス開始点となるクラスが必要 public static void main(string[] args) メソッドから始まる mainは主となるクラスを起動するだけコンストラクタメソッドクラスと同じ名前のメソッドデストラクタは無い自動ガベージコレクション

10 一つのクラスで一つのファイルが基本ファイル名はクラス名と同じヘッダファイルが無いライブラリは import 文を使う C/C++ のポインタは無い原始型は値代入クラスオブジェクトは参照

11 文法はだいたいC++ と同じ原始型はint double char booleanなど原始型に対応したクラスがある Integer Double Character Boolean など文字列 Stringや原始型の配列はクラスポインタが無いデストラクタは書かない不要なオブジェクトは自動で削除されるクラスは階層化されパッケージになっている

12 package StudentSample; public class Student { // クラス内のフィールド private String name=null;// 名前 private int studentid=0; // 学生番号 private int record=0; // 点数 /** * コンストラクタ : インスタンスを生成する */ public Student(String name, int studentid) { this.name=name; this.studentid=studentid; /** 取得メソッドと設定メソッド **/ public int getstudentid() {return studentid; public String getname() {return name; public int getrecord() {return record; クラス宣言クラス内フィールドクラス内のデータコンストラクタクラスインスタンス生成メソッドクラスインスタンス操作 public void setrecord(int record) { this.record = record;

13 便利なライブラリオンラインマニュアル基本的なクラス :java.lang 入出力 :java.io コレクション ( リストなど ):java.util 基本 GUI:java.awt 拡張 GUIセットSwing:javax.swing

14 開発環境 NetBeans プロジェクト管理 UMLとの連携メソッド名の補完パーツを使ったGUI 構築 CVS 等を使ったバージョン管理

15 プログラム開発の手順作業ディレクトリを決めるデフォルトでは ~/Documents/NetBeansProjects NetBeans を起動ファイル新規プロジェクトプロジェクトウィンドウ内でプロジェクト名ソースパッケージデフォルトパッケージで右ボタン新規

16 新しいクラスを作る GUI の無い主クラス Java 主クラス GUI のある主クラス JFrame フォームテンプレートを上手に使う

17 構築と実行プロジェクトウィンドウ内でプロジェクト名プロジェクトを構築プロジェクトウィンドウ内でプロジェクト名プロジェクトを実行主クラス名ファイルを実行デフォルトではファイルを保存するとコンパイルする

18 サンプルプログラムを作成する場合例 :STUDENTSAMPLE プロジェクト StudentSample を作成するプロジェクトディレクトリの構造 src の下に *.java ファイルをダウンロードプロジェクト内にクラスが表示される

19 OOP と開発効率 OOPはプログラム開発効率を改善するカプセル化クラス内部の構造を隠す変更をクラス内に止め他に影響を与えないクラスの継承再利用機能や属性を既存のクラスに追加する抽象クラス機能や属性の似たクラスをグループ化する

20 クラスの継承再利用既存のクラスを継承して拡張クラスの継承とインターフェイスの利用既存のクラスとの調整をするクラスを作るインターフェイス的な調整既存のクラスを要素として持つクラスを作る

21 クラスの継承出来上がったクラスの資産を生かす標準的クラスの資産を生かすクラスの組に共通なデータや動作を定義する一つのクラスしか継承できないことに注意クラススーパークラス

22 アクセス制限 public class B extends A public class A { private int a; protected int b; public int c; method public class C method

23 ABSTRACT CLASSES 基本となるデータ構造とメソッドを定義メソッドの一部は実装が定義されていない abstract method 継承クラスを定義して使う例 java.util.abstractlist 上記の実装の一つがjava.util.ArrayList

24 INTERFACES abstract methodのみで構成されているアクセス方法だけが指定されている他のプログラムからの見え方を規定 class A implements インターフェイス { 例 java.lang.runnable メソッドrun() が定義されているスレッドからの呼び出しに使う

25 例 : COMPARABLE インターフェイス大小関係があるインスタンスを表す順序付けることができる必ずメソッド int compareto() を実装しなければならない引数と比較して 0 または ±1 を返すソートプログラムは Comparable インターフェイスを持ったクラスを compareto() を使って並べ替えるクラスの中の構造は知らなくて良い

26 プログラム開発の要点開発保守コストを下げるクラスの再利用ルーチン化したコードを再利用他の人のノウハウを借用分かりやすい構成自分にも他人にもわかるように修正箇所の限定修正の影響範囲を明確化

27 プログラム開発の要点 2 アルゴリズムをデータの詳細と切り離すソートのアルゴリズムはソートされるデータの詳細とは関係ないスレッドプログラムは各スレッド内で何をしているかと関係ない問題をオブジェクトの運動として捉える小さなオブジェクトへ分割小さなオブジェクトならばその役割が明確になる

28 Student.java package StudentSample; /** * Student.java * Created on 2007/04/15, 11:34 * 生徒のクラス tadaki */ public class Student { // クラス内のフィールド private String name=null;// 名前 private int studentid=0; // 学生番号 private int record=0; // 点数 /** * コンストラクタ : インスタンスを生成する */ public Student(String name, int studentid) { this.name=name; this.studentid=studentid; /** 取得メソッドと設定メソッド **/ public int getstudentid() {return studentid; public String getname() {return name; public int getrecord() {return record; public void setrecord(int record) { this.record = record; 1/1 ページ

29 StudentRecord.java package StudentSample; import java.util.arraylist; import java.util.collections; import java.util.list; /* * StudentRecord.java * * Created on 2007/04/15, 11:34 tadaki */ public class StudentRecord { private List<Student> students = null;// 生徒一覧 private String names[] = { "Aoyama", "Asou", "Baba", "Chou", "Egashira", "Eto", "Funaki", "Goto", "Gunji", "Hara", "Hashimoto", "Ikeuchi", "Ito", "Jo", "Kayama", "Mori", "Naito", "Tada", "Yamada", "Yoshida" ; /** コンストラクタ */ public StudentRecord() { // 生徒一覧を初期化 students = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Student>()); // 登録 for (int i = 0; i < names.length; i++) { Student s = new Student(names[i], i); s.setrecord((int) (100 * Math.random())); students.add(s); public void liststudents() { int max = 0; Student best = students.get(0); 1/2 ページ // 拡張された for ループ for (Student s : students) { int r = s.getrecord(); System.out.print(String.valueOf(s.getStudentID())

30 StudentRecord.java + ":" + s.getname() + ":"); System.out.println(String.valueOf(r)); if (r > max) { max = r; best = s; System.out.println(); System.out.print("Best is "); System.out.print(String.valueOf(best.getStudentID()) + ":" + best.getname() + ":"); System.out.println(String.valueOf(best.getRecord())); /** args the command line arguments */ public static void main(string[] args) { StudentRecord studentrecord = new StudentRecord(); studentrecord.liststudents(); 2/2 ページ

31 Student.java package StudentSample2; /** * 生徒のクラス * Comparable インターフェイスの例 tadaki */ public class Student implements Comparable<Student> { private String name = null;// 名前 private int studentid = 0; // 学生番号 private int record = 0; // 点数 /** * コンストラクタ name 名前 studentid 学生番号 */ public Student(String name, int studentid) { this.name = name; this.studentid = studentid; /** * 学生番号取得取得した学生番号 */ public int getstudentid() { return studentid; /** * 名前取得取得した名前 */ public String getname() { return name; /** * 得点取得取得した得点 */ public int getrecord() { 1/2 ページ

32 Student.java return record; /** * 得点設定 record 設定する得点 */ public void setrecord(int record) { this.record = /** * Student インスタンスの比較 * インターフェイス Comparable で必須 */ public int compareto(student o) { int k = 1; if (this.getrecord() < o.getrecord()) { k = -1; return k; 2/2 ページ

33 StudentRecord.java package StudentSample2; import java.util.arraylist; import java.util.collections; import java.util.list; /** * tadaki */ public class StudentRecord { private List<Student> students = null;// 生徒一覧 /** 名前一覧 */ private String names[] = { "Aoyama", "Asou", "Baba", "Chou", "Egashira", "Eto", "Funaki", "Goto", "Gunji", "Hara", "Hashimoto", "Ikeuchi", "Ito", "Jo", "Kayama", "Mori", "Naito", "Tada", "Yamada", "Yoshida" ; /** コンストラクタ */ public StudentRecord() { // 生徒一覧を初期化 students = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Student>()); // 登録 for (int i = 0; i < names.length; i++) { Student s = new Student(names[i], i); s.setrecord((int) (100 * Math.random())); students.add(s); /** * 学生一覧印刷 */ public void liststudents() { // 拡張された for ループ for (Student s : getstudents()) { System.out.print(String.valueOf(s.getStudentID()) + ":" + s.getname() + ":" ); System.out.println(String.valueOf(s.getRecord())); 1/2 ページ

34 StudentRecord.java /** * 学生一覧取得学生一覧の Vector */ public List<Student> getstudents() { return students; /** * ソートの実行 <T> Comparable インターフェイスを実装したクラス t Vector<T> */ public static <T extends Comparable<T>> void sort(list<t> t) { for (int i = t.size(); i > 0; i--) { for (int j = 0; j < i - 1; j++) { if (t.get(j).compareto(t.get(j + 1)) > 0) { T c = t.get(j); t.set(j, t.get(j + 1)); t.set(j + 1, c); /** args the command line arguments */ public static void main(string[] args) { StudentRecord studentrecord = new StudentRecord(); StudentRecord.sort(studentRecord.getStudents()); studentrecord.liststudents(); 2/2 ページ

グラフを表すデータ構造 Javaでの実装

グラフを表すデータ構造 Javaでの実装グラフを表すデータ構造 JAVA での実装なぜ JAVA を使うかグラフの実装頂点弧及びその関連を記述する頂点の数弧の数を柔軟に変える必要ありグラフ探索などリンクをたどる必要ありオブジェクト指向言語が向いているオブジェクト数の柔軟な変更再帰的関数メソッドリストなどの豊富なライブラリ java.util.vector など使い易い開発環境プロジェクト管理クラス管理 GUI

今回の内容 グラフとオブジェクト指向プログラミング Java を使う理由 Java の基本 Javaのライブラリ 開発 実行 クラスの再利用 クラス継承 抽象クラス 開発の要点

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