ji-3. 条件分岐と場合分け

ji-3. 条件分岐と場合分け （Java プログラミング入門） URL: https://www.kkaneko.jp/cc/ji/index.html 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/cc/pascal/index.html

内容 例題１．平方根の計算 if 文，else 文，条件分岐，比較演算 例題２．定形郵便物の料金 例題３．２次方程式 多分岐 例題４．直線と原点の距離 比較演算と論理演算の組み合わせ 2

目標 • 条件分岐（if 文）を使って，より役に立つプログ ラムを作ることができるようになる． • 比較演算（＜，＜＝，＞，＞＝，＝，＜＞）の使い方 を理解する • 前回習った四則演算，Java の標準ライブラリ（指数関 数，対数関数）も使う 3

条件分岐 条件分岐では，条件式が成り立てばＡを，成り立た なければＢを実行というように分岐する 条件式 Yes No Ｂ Ａ 4

オンライン開発環境 Online GDB • プログラミングを行えるオンラインのサービス https://www.onlinegdb.com • ウェブブラウザを使う • たくさんの言語を扱うことができる Python3, Java, C/C++, C#, JavaScript, R, アセンブリ言語，SQL など • オンラインなので、「秘密にしたいプログラム」 を扱うには十分な注意が必要 5

• https://www.onlinegdb.com

Online GDB で Java を動かす手順 ① ウェブブラウザを起動する ② 次の URL を開く https://www.onlinegdb.com 6

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③ 「Language」のところで，「Java」を選ぶ 7

実行ボタン エディタ画面 プログラムを 書き換えること ができる 8

if, else if, else を用いて，「条件式」が成り立てばＡを、 成り立たなければＢを実行するようなプログラムを 書くことができる． if ( 条件式 ) { 文; 文; Ａ ... } else { 文; 文; Ｂ ... } 条件式 No Ｂ Yes Ａ 9

if のみ • if のみを書いて，else を書かないこともできる • 「条件式」が成り立つときに限りＡを実行 if ( 条件式 ) { 文; 文; Ａ ... } 条件式 No Yes Ａ 10

比較演算 比較演算は，条件式を書くときなどに使用 ＜ ＜＝ ＞ ＞＝ ＝＝ ＜＞ 左辺が右辺より小さい 左辺が右辺以下 左辺が右辺より大きい 左辺が右辺以上 左辺が右辺と等しい 左辺が右辺と等しくない 11

比較演算の例 条件式 x >= 0 は，「x が 0 以上」の意味 12

平方根を求める • 次は，平方根を求めるプログラム • 「-5」を与えると，NaN と表示される これは正常動作．そもそも x の値がマイナスになる のが想定外 → 次ページ以降で改良版を示す 13

例題１．平方根の計算 浮動小数点数データを読み込んで，平方根の計算と 表示を行うプログラム • 但し，負の数の場合には，「計算できないこと」を意 味するメッセージを表示する 正または０のとき： sqrt() を使って計算できる 負のとき： 「計算できないこと」と，確認の ために x の値も表示 • 負であるかどうかによって条件分岐を行うために if 文 を使う 14

import java.lang.Math;
import java.util.Scanner;
public class Main
{
public static void main(String[] args) { 条件式
double x;
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.println("Please Enter x =");
x = s.nextDouble();
条件が成り立つ場合に実行され
if (x >= 0) {
る部分
System.out.printf("sqrt(x) = %8.3f\n", Math.sqrt(x));
} else {
System.out.printf("out of range, x = %8.3f\n", x);
}
条件が成り立たない場合に実行
}
される部分
}

15

平方根の計算 実行結果の例 x = 9 のときは，平方根が表示される x = -5 のときは，計算できないという メッセージと，x の値が表示される 16

プログラム実行順 メッセージ System.out.println("Please Enter x =");「Please Enter x =」を表示 x = s.nextDouble(); 浮動小数点数データを読み込み No x >= 0 条件分岐 Yes System.out.printf("sqrt(x) = %8.3f\n", Math.sqrt(x)); 平方根を計算し，計算 結果を表示 メッセージと x の値 を表示 System.out.printf("sqrt(x) = %8.3f\n", Math.sqrt(x)); 終わり 17

プログラムとデータ メモリ ① x ③ １つの変数 x = s.nextDouble(); 浮動小数点数 データを読み込み System.out.printf("sqrt(x) = %8.3f\n", Math.sqrt(x)); 計算と表示 (x >= 0 のとき) 18

例題２．定形郵便物の料金 • キーボードから数値を読み込んで， 25 以下なら 「84 Yen」 25 より大きくて50以下なら 「94 Yen」 50より大きいなら 「Too heavy」 と表示するプログラムを作る • 多分岐を行うために，if 文を使う 19

import java.lang.Math; import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { double x; Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.println("juuryou?"); x = s.nextDouble(); if (x <= 25) { System.out.println("84 Yen"); } else if (x <= 50 ) { System.out.println("94 Yen"); } else { System.out.println("Too heavy"); } } } x <= 25 が成り立つ 場合に実行される部分 x <= 25 が成り立たず， x <= 50 が成り立つ 場合に実行される部分 x <= 25 も成り立たず， x <= 50 も成り立たない 場合に実行される部分 20

定形郵便物の料金 実行結果の例 21

定形郵便物の料金 A, B, C のうちどれか１つを実行 Yes x <= 25 No System.out.println("84 Yen"); Ａ Yes x <= 50 No System.out.println("94 Yen"); System.out.println("Too heavy"); Ｂ Ｃ 22

import java.lang.Math; import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { double x; Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.println("juuryou?"); x = s.nextDouble(); if (x <= 25) { System.out.println("84 Yen"); } else if (x <= 50 ) { System.out.println("94 Yen"); } else { このうちどれか１つ が実行される System.out.println("Too heavy"); } } } 23

例題３．２次方程式 • ２次方程式 ax2 + by + c = 0 の解を求めるプログ ラムを作る • 重解，虚数解も正しく求めるために，判別式 b2 -4ac の値で条件分岐する • 「a=0」の場合は考えない 24

D = b2 - 4ac とする 1) 判別式 D > 0 のとき −b+ D −b− D x= , 2a 2a 2) D = 0 のとき 異なる２実数解 b x = − , 2a 重解 −b+i − D −b−i − D x= , 2a 2a 異なる２虚数解 •25 3) D < 0 のとき

import java.lang.Math;
import java.util.Scanner;
public class Main
{
public static void main(String[] args) {
double a, b, c, D;
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.println("Please Enter a =");
a = s.nextDouble();
System.out.println("Please Enter b =");
b = s.nextDouble();
System.out.println("Please Enter c =");
c = s.nextDouble();
D = b * b - 4 * a * c;
if (D > 0) {
System.out.printf("x = %8.3f, %8.3f\n",
(-b + Math.sqrt(D)) / (2 * a),
(-b - Math.sqrt(D)) / (2 * a));
} else if (D == 0) {
System.out.printf("x = %8.3f\n", -b / (2*a));
} else {
System.out.printf("x = %8.3f + %8.3f i, %8.3f - %8.3f i\n",
-b / (2 * a), Math.sqrt(-D) / (2 * a),
-b /(2 * a), Math.sqrt(-D) / (2 * a));
}
}
}

D > 0 のとき
D = 0 のとき
D < 0 のとき

26

２次方程式 実行結果の例 27

例題４．直線と原点の距離 • 平面： ax + by + c = 0 と原点との距離を求めるプ ログラムを作成する • 但し，a = 0 かつ b = 0 のときには計算を行わない d= c a +b 2 2 28

直線と原点の距離 y o x 直線 ax + by + c = 0 29

import java.lang.Math;
import java.util.Scanner;
public class Main
{
public static void main(String[] args) {
double a, b, c, d;
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.println("Please Enter a =");
a = s.nextDouble();
System.out.println("Please Enter b =");
b = s.nextDouble();
System.out.println("Please Enter c ="); 条件が成り立つ場合に
c = s.nextDouble();
実行される部分
if ((a == 0) && (b == 0)) {
System.out.println("a=0 and b=0!");
} else {
d = Math.abs(c) / Math.sqrt(a * a + b * b);
System.out.printf("d = %8.3f\n", d);
}
条件が成り立たない
}
}
場合に実行される部分 30

直線と原点の距離 実行結果の例 31

条件式 (a == 0) && (b == 0) a=0 である b=0 である かつ 32

論理演算 A && B A かつ B A || B A または B !A Aでない 真，偽に関する論理的な演算を行う． 33

演習．論理式に関する演習 （１）２次方程式 ax2 + by + c = 0 の解を求めるプ ログラムを作りなさい 例題３のプログラムを書き換えて，a=0 の場合にも，正 しく解を求めるようにしなさい （２）平面 ax + by + cz + d = 0 と原点の距離を求 めるプログラムを作りなさい 34

演習（１）で行うこと • a = 0 かつ b = 0 かつ c = 0 のとき 「すべての x が解である」と表示 • a = 0 かつ b = 0 かつ c ≠0 のとき 「解なし」と表示 • a = 0 かつ b ≠ 0 のとき x=-c/b 35

演習（１）で行うこと
• a = 0 かつ b ≠ 0 のとき
x=-c/b
この部分のプログラム例（正解は１つでは無い）

else if ((a == 0) && (b != 0)) {
System.out.printf("x = %8.3f", -c / b);
}

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