pi-8. クラス設計

pi-8. クラス設計 トピックス：クラス設計，オブジェクトの状態と 状態変化，メソッド内でのみ使用する変数，抽象 化の組み合わせ URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html （Java の基本，スライド資料とプログラム例） 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html

アウトライン 番号 項目 復習 8-1 クラスの設計の例 8-2 オブジェクトの状態と状態変化 8-3 演習 8-4 メソッド内でのみ使用する変数 8-5 抽象化の組み合わせ 各自、資料を読み返したり、課題に取り組んだりも行う この授業では、Java を用いて基礎を学び、マスターする 2

クラスとオブジェクト クラスは，同じ種類のオブジェクトの集まりと考え ることができる 人間 学生 学生でもあり人間でもある 人間だが，学生ではない 3

Java のクラス クラス Ball オブジェクト 半径 1，場所（8, 10） 色 blue オブジェクト クラス定義のプログラム Ball a = new Ball(8, 10, 1, "blue"); Ball b = new Ball(2, 4, 3, "green"); オブジェクト生成のプログラム a.printout(); b.printout(); 半径 3，場所（2, 4） 色 green メソッドアクセスのプログラム 4

クラス定義のプログラム クラス名: Ball 4つの属性 メソッド: Ball メソッド: printout このクラス定義を使用した，オブジェクトの生成 a 8 10 1 "red" b 2 x 4 y 3 r "green" color Ball a = new Ball(8, 10, 1, "blue"); Ball b = new Ball(2, 4, 3, "green"); Javaプログラム 5

メソッドアクセス a.printout(); b.printout(); Javaプログラム aやb オブジェクト printout() メソッド 間を「.」で区切っている 6

Java Tutor の起動 ① ウェブブラウザを起動する ② Java Tutor を使いたいので，次の URL を開く http://www.Javatutor.com/ ③ 「Java」をクリック ⇒ 編集画面が開く 7

• http://www.Javatutor.com/

Java Tutor でのプログラム実行手順 (1)「Visualize Execution」をク リックして実行画面に切り替える (2)「Last」をクリック． (4)「Edit this code」をク (3) 実行結果を確認する． リックして編集画面に戻る 8

Java Tutor 使用上の注意点① • 実行画面で，次のような赤の表示が出ることがある → 無視してよい 過去の文法ミスに関する確認表示 邪魔なときは「Close」 9

Java Tutor 使用上の注意点② 「please wait ... executing」のとき，１０秒ほど待つ． → 混雑しているときは， 「Server Busy・・・」 というメッセージが出ることがある． 混雑している．少し（数秒から数十秒）待つと自 動で表示が変わる（変わらない場合には，操作を もう一度行ってみる） 10

8-1. クラス設計の例 11

クラスの設計例 ① 1. 2. 3. クラス名は Signal 属性 color は文字列である． 属性 color は “red”, “yellow”, “blue” の 3通り． class Signal { String color; public Signal(String color) { クラス定義 this.color = color; } } public class YourClassNameHere { public static void main(String [] args) { Signal s = new Signal("red"); } } 12

クラスの設計例 ① 1. 2. 3. クラス名は Signal 属性 color は文字列である． 属性 color は “red”, “yellow”, “blue” の 3通り． class Signal { String color; public Signal(String color) { クラス定義 this.color = color; } } 書き間違ってしまっても、 public class YourClassNameHere { 実行できてしまうので、 public static void main(String [] args) { もろいプログラム Signal s = new Signal("rrd"); } 書き間違い } あとで書き間違いを探すのは面倒そう13

演習 資料：13 ～ 15 【トピックス】 • クラス定義 • class • オブジェクト生成（コンスト ラクタ） 14

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる 15

② 実行し，結果を確認する． 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 16

③ 「red」を「rrd」と書き換えても実行できる （あとで使うので消さないこと） 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 17

クラスの設計例 ② 1. 2. クラス名は Signal 属性 color は文字列である． 3. 属性 color は “red”, “yellow”, “blue” の 3通り． class Signal { 新しいクラス定義 ・コンストラクタでは、 public Signal() {}; 何も行わない public void red() { this.color = "red"; }; ・メソッド red, yellow, blue public void yellow() { this.color = "yellow"; }; を新設 public void blue() { this.color = "blue"; }; ・「void」は、「メソッド } の返り値なし」の意味 public class YourClassNameHere { String color; public static void main(String [] args) { Signal s = new Signal(); s.red(); } } 18

演習 資料：18 ～ 19 【トピックス】 • クラス設計 19

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる 20

② 実行し，結果を確認する （あとで使うので消さないこと） 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 21

まとめ ２つの方法の比較 クラス ① クラス ② プログラムの長さ： ①短い、②長い 不正なデータの混入可能性： ①あり、②なし 22

8-2. オブジェクトの状態と 状態変化 23

オブジェクトの状態と状態変化 信号の状態を、属性 color で扱う • 属性 color は “red”, “yellow”, “blue” の 3通り． • 属性 color は、次のように変化する “blue” “red” “Yellow” 24

状態変化のメソッドの例 class Signal { String color; public Signal() {}; public void red() { this.color = "red"; }; public void yellow() { this.color = "yellow"; }; public void blue() { this.color = "blue"; }; public void go() { if (this.color.equals("blue")) { this.yellow(); } else if (this.color.equals("yellow")) { this.red(); } else if (this.color.equals("red")) { this.blue(); } } } ※ equals メソッドは文字列の比較 25

演習 資料：25 ～ 26 【トピックス】 • オブジェクトの状態変化 26

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる 27

② 実行し，結果を確認する 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 28

8-3. 演習 29

オブジェクトの状態と状態変化 製品の状態を、属性 s で扱う • 属性 s は “active”, “deactive” の 2通り． • 属性 s は、次のように変化する “active” メソッド off メソッド on “deactive” 30

ソースコード class Product { String s; public Product() {}; public void active() { this.s = "active"; }; public void deactive() { this.s = "deactive"; }; public void on() { if (this.s.equals("deactive")) { this.active(); } } public void off() { if (this.s.equals("active")) { this.deactive(); } } } public class YourClassNameHere { public static void main(String [] args) { Product p = new Product(); p.deactive(); p.on(); } } 31

演習 資料：31 ～ 32 【トピックス】 • オブジェクトの状態と状態変 化 32

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる 33

② 実行し，結果を確認する 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 34

8-4. メソッド内でのみ 使用する変数 35

• メソッド foo : 変数 a を使用 • メソッド main: 変数 p を使用 36

演習 資料：36 ～ 37 【トピックス】 • メソッド内で使用される変数 は，メソッドの実行終了とと もに，自動で消える 37

Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ，実 行し，結果を確認する（あとで使うので消さないこ と） 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 38

• 変数 p は、main の中でのみ利用できる．foo の中 では利用できないから、次のプログラムは動かない 39

8-5. 抽象化の組み合わせ 40

式の抽象化 5 * 100 * 1.1 12 * 100 * 1.1 類似した複数の式 a * 100 * 1.1 変数を使って，複数の 式を１つにまとめる （抽象化） 41

抽象化の組み合わせ 5 * 100 * 1.1 12 * 100 * 1.1 b * 100 * 1.1 a * 1.1 8 * 200 * 1.1 c * 200 * 1.1 16 * 200 * 1.1 抽象化 抽象化 類似した複数の式 42

5 * 100 * 1.1 12 * 100 * 1.1 b * 100 * 1.1 a * 1.1 8 * 200 * 1.1 c * 200 * 1.1 16 * 200 * 1.1 抽象化 抽象化 43

演習 資料：43 ～ 44 【トピックス】 • 抽象化 44

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる 45

② 実行し，結果を確認する 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 46

8-2. のプログラム class Signal { String color; public Signal() {}; public void red() { this.color = "red"; }; public void yellow() { this.color = "yellow"; }; public void blue() { this.color = "blue"; }; public void go() { if (this.color.equals("blue")) { this.yellow(); } else if (this.color.equals("yellow")) { this.red(); } else if (this.color.equals("red")) { this.blue(); } } } public class YourClassNameHere { public static void main(String [] args) { Signal s = new Signal(); s.red(); s.go(); } } 47

8-3. のプログラム class Product { String s; public Product() {}; public void active() { this.s = "active"; }; public void deactive() { this.s = "deactive"; }; public void on() { if (this.s.equals("deactive")) { this.active(); } } public void off() { if (this.s.equals("active")) { this.deactive(); } } } public class YourClassNameHere { public static void main(String [] args) { Product p = new Product(); p.deactive(); p.on(); } } 48

8-4. のプログラム
public class YourClassNameHere {
public static double foo(double a) {
return a * 1.1;
}
public static void main(String [] args) {
double p;
p = 120;
System.out.printf("%f\n", foo(p));
p = 200;
System.out.printf("%f\n", foo(p));
}
}

49

8-5 のプログラム
public class YourClassNameHere {
public static double x(double a) {
return a * 1.1;

}
public static double y(double b) {
return x(b * 100);

}
public static double z(double c) {
return x(c * 200);

}
public static void main(String [] args) {
System.out.printf("%f\n", y(5));
System.out.printf("%f\n", y(12));
System.out.printf("%f\n", z(8));
System.out.printf("%f\n", z(16));
}
}

50

全体まとめ • オブジェクトの属性に、不正なデータが入らない ように、クラスの設計、メソッドを工夫できる • オブジェクトの属性とメソッドを、状態、状態変 化のようにとらえることができる場合がある • 抽象化にはバリエーションがある。（新しい種類 の抽象化を説明します） 51

関連ページ • Java プログラミング入門 GDB online を使用 https://www.kkaneko.jp/pro/ji/index.html • Java の基本 Java Tutor, GDB online を使用 https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html • Java プログラム例 https://www.kkaneko.jp/pro/java/index.html 52

• https://www.kkaneko.jp/pro/ji/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/java/index.html