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[[Lecture]]
*Java プログラミング入門 [#a32ff810]
このページは、学部２年生向け授業である、「マルチメディア...
のために用意しました。
（Wikiの仕様で大文字小文字が混在した英単語に疑問符？が追...
**第6章「クラスの基礎」 [#ncf7b7be]
***クラスとインスタンスの説明をします。よく聞いてください...
まとめです：
-クラスは型、インスタンスはそれから作られたもの
--クラスがたいやきの焼き型だとすると、インスタンスはそれ...
--クラスは設計図でインスタンスはそれから作られたもの
-クラスとインスタンスそれぞれにメソッドと変数がある
--クラス変数 例：何個のインスタンスを作ったか？
--クラスメソッド 例：インスタンスを作れ
--インスタンス変数 例：ひとつのたいやきの重さ
--インスタンスメソッド 例：たいやきをxxグラム食べる
http://gyazo.com/bbdd3587977a172f7fa7f00c4f5787e0.png
***すごく簡単なクラスの例 [#vbf621fd]
整数型のインスタンス変数を２個だけ持つクラスです。C言語の...
public class Point {
int x, y;
}
- 演習１
3次元の座標x,y,zを表現するクラスPoint3Dを定義してください...
x,y,zはそれぞれint型とします。定義したらコンパイルしてく...
先のPoint型のクラスにインスタンスメソッドを１個追加します...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(x + ", " + y);
}
}
- 演習２
先のクラスPoint3Dのインスタンスの持つ座標x,y,zが10,20,30...
***インスタンスの生成 [#cc06a50c]
クラスからインスタンスを作ることをインスタンス化またはイ...
先のPointクラスとは別の、テスト用クラスTestPointを用意し...
Pointクラスは別のファイルで定義されていることになりますが...
public class TestPoint {
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point();
}
}
配列の時と同じくnewコマンドが使われています。new Point()...
インスタンスのインスタンス変数、インスタンスメソッド（こ...
pt1とpt2のインスタンス変数に値を代入して、インスタンスメ...
public class TestPoint {
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point();
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt1.print();
pt2.print();
}
}
この結果、10, 20と-10, -20が表示されます。
- 演習3
TestPoint3Dというクラスを作って、その中のmain関数で、
先に作ったPoint3Dクラスからインスタンスを2個作り、それぞ...
以下のような実行結果が出るようにしてください
http://gyazo.com/deeb78a70a724a01ce76945235d42ab8.png
***クラス変数・メソッドとインスタンス変数・メソッド [#h86...
変数とメソッドの定義に使われる修飾子や戻り値の表現は、C言...
- 戻り値がなければvoidと書きます
- 戻り値があればその型を書きます。
以下はとても重要です。
- staticとついているのがクラス変数、クラスメソッドです。...
- staticが付いていないのがインスタンス変数、インスタンス...
（インスタンスを作らないと呼び出せません）
クラス変数にはクラス名を指定してピリオドでアクセスします...
class MathTest {
public static void main (String args[]) {
System.out.println(Math.PI);
}
}
またMath.random()クラスメソッドで乱数が得られます。以前の...
インスタンス変数はインスタンスを作ってからアクセスします...
Point pt1 = new Point();
pt1.print();
としてアクセスできます。クラスメソッドではありませんので...
そのほかの修飾子は、あとで説明しますが、アクセス制御だけ...
- publicはすべてのクラスからアクセス可能
- protectedはサブクラスからアクセス可能（後で説明します）
- privateはそのクラスの中からのみアクセス可能
です。
***自分自身のメンバーへのアクセスthis [#ra357870]
クラス変数、クラスメソッド、インスタンス変数、インスタン...
Math.PI
でクラスMathのクラス変数のPIにアクセスできます（円周率が...
インスタンスならば、クラスからインスタンスを生成した後で...
Point pt1 = new Point();
pt1.print();
このようにメンバーにアクセスするには、そのメンバーが属し...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(x + ", " + y);
}
}
と、書いてあります。インスタンスメソッドのprint()の中で、...
これをインスタンスの名前を指定して書くことはできるでしょ...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
}
と書くこともできます。メソッドの中で一時的に宣言した変数...
***public static void main の説明 [#ba29c5fb]
修飾子の説明：
- staticとついているのがクラス変数、クラスメソッドです
- staticが付いていないのがインスタンス変数、インスタンス...
- publicはすべてのクラスからアクセス可能
- protectedはサブクラスからアクセス可能（後で説明します）
- privateはそのクラスの中からのみアクセス可能
などから、今までお馴染みの、
public static void main (String args[]) {}
は、どいういう意味だったでしょうか？考えてみてください。
- これはクラスメソッドです（staticなので。これが一番重要...
- これは値を返しません(void)
- これはどのクラスからでもアクセスできます（publicなので...
さらに説明すると、クラスメソッドmainは特別なメソッドで、j...
-javaコマンドは、引数のクラスのクラスメソッドmainを実行し...
--staticと付いているのがクラス変数、クラスメソッドの印です
-今作ったPointクラスにもクラスメソッドmainを実装すれば自...
***クラスの中に自分自身のインスタンスをテストするクラスメ...
public class Point {
int x, y;
void print () {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point(); //自分自身からイ...
Point pt2 = new Point(); //自分自身からも...
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt1.print();
pt2.print();
}
}
これで、java Pointコマンドで、テストすることができます。
やっていることは、少しややこしいので、しっかり確認してく...
クラスメソッドの中で、自分が定義した方法で、インスタンス...
-演習4
クラスPoint3Dに自分自身をテストするクラスメソッドmainを作...
http://gyazo.com/bdef2ab8e69f7f6e62273c2d67d7af2e.png
public static void main(String args[]) {
Point3D pt1 = new Point3D(); //自分自身か...
Point3D pt2 = new Point3D(); //自分自身か...
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt1.z = 30;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt2.z = - pt1.z;
pt1.print();
pt2.print();
}
***変数には直接アクセスしないのが賢い設計 [#udb9cbfb]
C言語の構造体のように変数にアクセスできます。
でも、オブジェクト指向の設計では、外部からは極力変数にア...
変数にアクセスするには、アクセス用のメソッドを使うのが良...
これにより、
変数の型などを将来変更してもメソッドの書き換えで対応でき...
修飾子をprivateにすると、クラスの外からアクセスできなくな...
そして、アクセス用のメソッドを書いておきます。
例えば、Pointクラスでしたら以下のようにします。
public class Point {
private int x, y;
void set(int newx, int newy) {this.x=newx; this.y=newy;}
int getx() { return this.x;}
int gety() { return this.y;}
void print () {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
public static void main(String argv[]) {
Point pt1= new Point();
Point pt2 = new Point();
pt1.set(10,20);
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety());
pt1.print();
pt2.print();
}
}
-演習5
Point3Dのメソッドを充実させて次のmain()メソッドで
10, 20, 30
-10, -20, -30
という結果が出るようにしましょう
public static void main(String argv[]) {
Point3D pt1 = new Point3D();
Point3D pt2 = new Point3D();
pt1.set(10, 20, 30);//インスタンス変数を...
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety(), -pt1.ge...
pt1.print();//インスタンスメソッド呼出
pt2.print();
}
***指定された座標との距離を返すメソッドdistance() [#sab2f...
print()メソッドの他に、もう少し複雑な計算をするメソッドを...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
今度は、座標ではなくて、他のPointインスタンスを引数にして...
double distance ( Point p ) {
int dx = p.getx() - this.x;
int dy = p.gety() - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
この２つのメソッドは、どちらもPointクラスに実装することが...
違う関数ですので、片方のdistanceの中から、もう一方のdista...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
double distance ( Point p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety());
}
-演習6
Point3Dに、
- 他の座標との距離を返すメソッド double distance ( int pt...
- 他のPoint3Dインスタンスとの距離を返すメソッド double di...
次のmain()メソッドで
10, 20, 30
-10, -20, -30
74.83314773547883
という結果が出るようにしましょう
public static void main(String argv[]) {
Point3D pt1 = new Point3D();
Point3D pt2 = new Point3D();
pt1.set(10, 20, 30);//インスタンス変数を...
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety(), -pt1.ge...
pt1.print();//インスタンスメソッド呼出
pt2.print();
System.out.println(pt1.distance(pt2));
}
--解答例
double distance ( int ptx, int pty, int ptz ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
int dz = ptz - this.z;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
}
double distance ( Point3D p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety(), p.getz());
}
**第7章 クラスとオブジェクトの操作 [#k1b96e7b]
*** 他の点との距離を返すメソッドの例を説明しました [#xfa5...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
double distance ( Point p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety());
}
distanceという名前は同じでも、引数の違いで、異なる動作を...
*** Osaifuクラスを作ってみよう [#i9df5c2e]
-Osaifuクラスからはインスタンスがたくさん作られる
--Osaifuクラスはお財布の設計図／工場、ここから実際のお財...
--工場出荷時の残金は0円だけど、その後、いろいろな値になる...
--ということで残金はインスタンス変数とすべきだろう
-Osaifuクラスには次のメソッド、変数が必要だろう
--残金を表すインスタンス変数 int okane
--お金を入金するインスタンスメソッド void in(int x);
--お金を出金するインスタンスメソッド int out(int x); 戻...
--残金を印刷するインスタンスメソッドがあってもよいだろう ...
http://gyazo.com/bd6eaafd220dc7ff791288089f293b28.png
-Osaifuクラスをテストするmain()メソッドでは次のことをやっ...
-- Osaifuインスタンスを一つ作ってそれをsaifu1という名前に...
-- Osaifuインスタンスをもう一つ作ってそれをsaifu2という名...
--saifu1に1000円入金する
--saifu2に500円入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
--saifu1から200円出金してそれをsaifu2に入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
public static void main(String argv[]) {
Osaifu saifu1 = new Osaifu();
Osaifu saifu2 = new Osaifu();
saifu1.in(1000);
saifu2.in(500);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.in(saifu1.out(200));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
http://gyazo.com/c618901458edc1ba338cab87d2810157.png
-Osaifu.java 解答編
public class Osaifu {
int okane;
public void in (int x) { okane += x; }
public int out(int x) { okane -= x; return x; }
public void print() {
System.out.println( "okane = " + okane +" yen");
}
public static void main(String argv[]) {
Osaifu saifu1 = new Osaifu();
Osaifu saifu2 = new Osaifu();
saifu1.in(1000);
saifu2.in(500);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.in(saifu1.out(200));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
}
--このプログラムでは残金がマイナスになってしまってもかま...
--このためには、例えばoutメソッドを以下のようにすれば良い
public int out(int x) {
if(x < okane ) {
okane = okane -x;
return x;
} else {
int nokori = okane;
okane =0;
return nokori;
}
}
*** コンストラクタ [#y0f882f5]
コンストラクタはインスタンスが生成される時に自動的に呼び...
public class Point{
int x, y;
Point() { x = y = 0; }
Point(int pix, int pty) {
x = ptx; y= pty;
}
省略
}
インスタンスを生成する際の演算子newのあとに指定するのは、...
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point(10, 20);
これで、最初のコンストラクタと、２番目のコンストラクタが...
コンストラクタから他のメソッドを呼び出すことも可能です。...
Point(int pix, int pty) {
set(ptx, pty);
}
void set(int ptx, int pty) {
this.x = ptx; this.y = pty;
}
コンストラクタの中でコンストラクタを呼び出すこともできま...
Point() {
this(0, 0);
}
これはコンストラクタPoint (x, y)を呼び出しています。this...
*** Osaifuクラスにコンストラクタを追加してみよう [#a8a56d...
-Osaifu() で残金0のインスタンスを作る
-Osaifu(int x) で引数を残金の初期値としたインスタンスを作る
ことができるコンストラクタを作りましょう。
これをmainから呼んで、上記のプログラムと同じことをするた...
Osaifu saifu1 = new Osaifu(1000);//インスタンスを作る
//最初の保持金額を1000円にする
Osaifu saifu2 = new Osaifu(500);//インスタンスを作る
//最初の保持金額を500円にする
とすれば良いです。
***コンストラクタ解答編 [#w62499a7]
以下のコンストラクタを作ることになります。
Osaifu() { okane = 0; }
Osaifu(int x) { okane = x; }
これは以下のように書いても良いです。
Osaifu() { this(0); }
Osaifu(int x) { okane = x; }
***インスタンスの参照 [#mb6379b9]
Point pt1 = new Point(10,20);
Point pt2 = pt1;
Point pt3 = new Point(10,20);
この時、
if(pt1 == pt2)
という判断をするとこれはtrueになります。
しかし
if(pt1 == pt3)
という判断をすると結果はfalsです。
参照先が同じなのか、その中のインスタンス変数が同じなのか...
if( ( pt1.x == pt3.x) && (pt1.y == pt3.y) )
のようにします。
***ガーベージコレクションとファイナライザ [#w0dec2d2]
C言語ではmallocでメモリー確保した後、これを使わなくなった...
インスタンスが破棄されるときに、何か特別な処置をしてほし...
***クラス変数の初期化 [#g403bd1b]
先に述べたように、インスタンス変数は、コンストラクタで初...
一つは、定義する場所で初期化できます。
public class TestStatic [
static int x = 10;
y = 20;
ここでxはクラス変数で、yはインスタンス変数です。どちらも...
複雑な初期化をしたい場合は、staticイニシャライザを使用し...
例えば、10個の要素からなる配列を用意して、それの内容を添...
public class TestStatic {
static int[] array;
static {
array = new int[10];
for (int I = 0; I < array.length; I++) array[I] ...
}
***final変数 [#c013ec29]
変数の宣言にfinalをつけると、その変数の値が変更の対象にな...
final static double PI = 3.14159265;
**第8章 継承 [#ka97b6ac]
オブジェクト指向言語では、クラスを拡張するいくつかの方法...
Javaなどで一般的な手法は、継承です。引き継ぐということで...
すでにあるクラスの機能を拡張して、新しいクラスを作ること...
拡張する部分は新しく作るのですが、拡張しない部分は、古い...
通常は、古いクラスをコピーして、機能拡張して新しいクラス...
でも、古いクラスの方も、そのまま使われ続けて、改良され続...
そこで継承を使います。
例えば、たい焼きの焼き型で説明します。
とても気に入った焼き型があるけど、しっぽに模様がないのだ...
そこで、現在の焼き型を親として、継承する新しい焼き型を作...
継承したクラスで定義すると、それだけが差分として使われま...
なので、しっぽの模様だけ定義しておけば、あとは全て親の機...
子クラスの中身は、極端な場合、空っぽでも良いです。定義さ...
ということで、
別のクラスを継承することで、
差分だけを書いて機能を拡張していくことができます。
http://gyazo.com/2c8ef14d8be63b9fc18c58d79f2f3879.png
*** Osaifuクラスを継承してOsaifuUSDクラスを作ってみよう [...
-OsaifuUSDクラスはアメリカで買い物をするときに便利な、ア...
-あたらしく追加するメソッドは以下です
-- void inUSD(int x) xドルをお財布に入金します。このと...
-- int outUSD(int x) xドルをお財布から出金します。この...
--1ドルは90円にしてください（今とはかけ離れた値ですが、サ...
//-スーパークラスのメソッドを上書きするメソッドは以下です
//-- void print() お財布の残高を円とドルで表示します
-OsaifuUSDクラスをテストするmain()メソッドでは次のことを...
-- OsaifuUSDインスタンスを一つ作ってそれをsaifu1という名...
-- OsaifuUSDインスタンスをもう一つ作ってそれをsaifu2とい...
--saifu1に1000円入金する
--saifu2に5ドル入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
--saifu1から2ドル出金してそれをsaifu2に入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
-動作例
http://gyazo.com/f51ea5895aaab32bb30b9a940d91515d.png
-ヒント：一行目はこれ
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
-ヒント：mainはこんな感じ
public static void main(String argv[]) {
OsaifuUSD saifu1= new OsaifuUSD();
OsaifuUSD saifu2=new OsaifuUSD();
saifu1.in(1000);
saifu2.inUSD(5);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.inUSD(saifu1.outUSD(2));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
-解答例
一番シンプルな解答例です。残高がマイナスになることは考慮...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
okane-=usd * 90;
return usd;
}
public void inUSD(int usd) {
okane+=usd * 90;
}
public static void main(String argv[]) {
OsaifuUSD saifu1 = new OsaifuUSD();
OsaifuUSD saifu2 = new OsaifuUSD();
saifu1.in(1000);
saifu2.inUSD(5);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.inUSD(saifu1.outUSD(2));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
}
大昔の授業で使ったプログラムを使い続けているので、為替レ...
多分現在の為替レートとはかけ離れています。
（スクリーンショットを撮りなおすのが面倒なので、古いレー...
為替レートを変数として持たせるとしたら、どうしたら良いで...
- インスタンス変数
- クラス変数
のどちらにするか、考えてみましょう。
［解答］インスタンスで共通の情報ですので、おそらくクラス...
*** OsaifuUSDクラスの改造(1) [#g8c0b7a2]
入出金のメソッドの中で、親の入出金メソッドを活用してみま...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
return ( out( use * 90) / 90 );
}
public void inUSD(int usd) {
in( usd * 90 );
}
…
}
このプログラムの中のoutメソッドとinメソッドは、親のクラス...
outメソッドで残金がマイナスにならないように処理してあれば...
親のメソッドを呼ぶことを明示的に書くためにsuper.をつかっ...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
return ( super.out( use * 90) / 90 );
}
public void inUSD(int usd) {
super.in( usd * 90 );
}
…
}
***オーバーライド [#ad8de445]
サブクラスに、スーパークラスと同じ名前と引数のメソッドを...
これをオーバライドト言います。
一つのクラスの中で、名前が同じメソッドを定義することをオ...
似ていますが、オーバーライドは、引数のパターンも同じです。
スーパークラスのメソッドを置き換えるものです。
ここでは、スーパークラスのprint()メソッドをサブクラスでオ...
***スーパークラスのメソッドの呼び出し [#d39dcf0b]
オーバーライドすると、通常（thisが使われる場合）はサブク...
つまりサブクラスの定義の中で、
print();
this.print();
はどちらもサブクラスのprint()が呼び出されます。
でも、明示的にスーパークラスで定義された方のメソッドを実...
その場合は、メソッドを呼び出すときにsuperと追記します。以...
super.print();
*** OsaifuUSDクラスの改造(2) [#sa44f577]
OsaifuUSDにprint()メソッドを追加して、
円表示の次の行に ( xxx USD ) と残高をUSD表示するようにし...
円表示を行う部分はスーパークラスOsaifuのインスタンスメソ...
http://gyazo.com/39a7b24a8c45e15ac55693592c2eb7cf.png
-解答例
public void print() {
super.print();
System.out.println("( " + (okane / 90) + " usd )" );
}
***実行時の型 [#h051144d]
サブクラスもちゃんとしたクラスですので、インスタンスを作...
例えば、ParentというクラスからChildというサブクラスを作っ...
Child x = new Child();
として使います。ここで親のクラスの変数に代入することもで...
Parent y = new Child();
しかし、親のインスタンスを、子の型の変数には代入できませ...
Child z = new Parent(); //これはできない
仕組みを考えれば理由は明白です。サブクラスは、スーパーク...
instanceofという演算子があります。上記の例では、
if ( x instanceof Child) {}
if ( x instanceof Parent) {{}
とするとifの中の判定はどちらもtrueです。あるクラスのイン...
***抽象クラス [#eece29ff]
抽象クラスは、インスタンスを作れないクラスです。
いくつかのクラスの上位概念をまとめる役割があります。
例えば、犬クラス、猫クラスというクラスがあって、それらの...
その世界では、犬や猫のインスタンスは作れても、動物のイン...
としたら、動物クラスは抽象クラスになります。
定義のオプションにabstractと書きます。
abstract class Animal {}
この授業で抽象クラスを作成することはないと思いますが、マ...
Readerは抽象クラスです。下のリンクからReaderを探してみて...
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/index.html
***抽象メソッド [#v050fd26]
抽象クラスと同様に、特定のメソッドがabstractと定義される...
public abstract void xxxx();
***finalクラス [#tf82758d]
クラスの定義にfinalをつけることができます。これ以上継承し...
final class XXXX {}
メソッドの定義につけることもできます。サブクラスでオーバ...
public final void XXXX(){}
***インタフェース [#k5d21dd0]
抽象クラスに似ていますがクラスではないので、インスタンス...
抽象メソッドと定数だけが定義されています。
この授業でインタフェースを定義することはないと思いますが...
インタフェースには空のメソッドが定義されています。
そのメソッドを実装していますという宣言にimplementsという...
例えば、MovableとErasableというインタフェースが定義されて...
クラスの定義で、これらを実装しているという宣言は、以下の...
class MyShape implements Movable, Erasable {}
このクラスでは、Movable, Erasableで定義されているメソッド...
ややこしいですが、後の授業で、実例がたくさん出てきますの...
Mouse Listenerはインタフェースの例です。下のリンクから探...
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/index.html
***小テスト練習 [#g4c60a6e]
次回またはその次くらいの授業で、小テストを行います。
以下の内容が理解できるように、整理しておいてください。
以下のプログラムの中で、
クラス、インスタンス、サブクラス、スーパクラス、クラスメ...
インスタンス化、継承がどこで行われているのか確認してくだ...
(importで始まる一行目はまだ説明していない内容なので小テス...
import javax.swing.JFrame;
public class SampleWindow extends JFrame {
public static void main(String args[]) {
SampleWindow w = new SampleWindow();
w.setVisible(true);
}
}
終了行:
[[Lecture]]
*Java プログラミング入門 [#a32ff810]
このページは、学部２年生向け授業である、「マルチメディア...
のために用意しました。
（Wikiの仕様で大文字小文字が混在した英単語に疑問符？が追...
**第6章「クラスの基礎」 [#ncf7b7be]
***クラスとインスタンスの説明をします。よく聞いてください...
まとめです：
-クラスは型、インスタンスはそれから作られたもの
--クラスがたいやきの焼き型だとすると、インスタンスはそれ...
--クラスは設計図でインスタンスはそれから作られたもの
-クラスとインスタンスそれぞれにメソッドと変数がある
--クラス変数 例：何個のインスタンスを作ったか？
--クラスメソッド 例：インスタンスを作れ
--インスタンス変数 例：ひとつのたいやきの重さ
--インスタンスメソッド 例：たいやきをxxグラム食べる
http://gyazo.com/bbdd3587977a172f7fa7f00c4f5787e0.png
***すごく簡単なクラスの例 [#vbf621fd]
整数型のインスタンス変数を２個だけ持つクラスです。C言語の...
public class Point {
int x, y;
}
- 演習１
3次元の座標x,y,zを表現するクラスPoint3Dを定義してください...
x,y,zはそれぞれint型とします。定義したらコンパイルしてく...
先のPoint型のクラスにインスタンスメソッドを１個追加します...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(x + ", " + y);
}
}
- 演習２
先のクラスPoint3Dのインスタンスの持つ座標x,y,zが10,20,30...
***インスタンスの生成 [#cc06a50c]
クラスからインスタンスを作ることをインスタンス化またはイ...
先のPointクラスとは別の、テスト用クラスTestPointを用意し...
Pointクラスは別のファイルで定義されていることになりますが...
public class TestPoint {
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point();
}
}
配列の時と同じくnewコマンドが使われています。new Point()...
インスタンスのインスタンス変数、インスタンスメソッド（こ...
pt1とpt2のインスタンス変数に値を代入して、インスタンスメ...
public class TestPoint {
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point();
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt1.print();
pt2.print();
}
}
この結果、10, 20と-10, -20が表示されます。
- 演習3
TestPoint3Dというクラスを作って、その中のmain関数で、
先に作ったPoint3Dクラスからインスタンスを2個作り、それぞ...
以下のような実行結果が出るようにしてください
http://gyazo.com/deeb78a70a724a01ce76945235d42ab8.png
***クラス変数・メソッドとインスタンス変数・メソッド [#h86...
変数とメソッドの定義に使われる修飾子や戻り値の表現は、C言...
- 戻り値がなければvoidと書きます
- 戻り値があればその型を書きます。
以下はとても重要です。
- staticとついているのがクラス変数、クラスメソッドです。...
- staticが付いていないのがインスタンス変数、インスタンス...
（インスタンスを作らないと呼び出せません）
クラス変数にはクラス名を指定してピリオドでアクセスします...
class MathTest {
public static void main (String args[]) {
System.out.println(Math.PI);
}
}
またMath.random()クラスメソッドで乱数が得られます。以前の...
インスタンス変数はインスタンスを作ってからアクセスします...
Point pt1 = new Point();
pt1.print();
としてアクセスできます。クラスメソッドではありませんので...
そのほかの修飾子は、あとで説明しますが、アクセス制御だけ...
- publicはすべてのクラスからアクセス可能
- protectedはサブクラスからアクセス可能（後で説明します）
- privateはそのクラスの中からのみアクセス可能
です。
***自分自身のメンバーへのアクセスthis [#ra357870]
クラス変数、クラスメソッド、インスタンス変数、インスタン...
Math.PI
でクラスMathのクラス変数のPIにアクセスできます（円周率が...
インスタンスならば、クラスからインスタンスを生成した後で...
Point pt1 = new Point();
pt1.print();
このようにメンバーにアクセスするには、そのメンバーが属し...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(x + ", " + y);
}
}
と、書いてあります。インスタンスメソッドのprint()の中で、...
これをインスタンスの名前を指定して書くことはできるでしょ...
public class Point {
int x, y;
void print() {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
}
と書くこともできます。メソッドの中で一時的に宣言した変数...
***public static void main の説明 [#ba29c5fb]
修飾子の説明：
- staticとついているのがクラス変数、クラスメソッドです
- staticが付いていないのがインスタンス変数、インスタンス...
- publicはすべてのクラスからアクセス可能
- protectedはサブクラスからアクセス可能（後で説明します）
- privateはそのクラスの中からのみアクセス可能
などから、今までお馴染みの、
public static void main (String args[]) {}
は、どいういう意味だったでしょうか？考えてみてください。
- これはクラスメソッドです（staticなので。これが一番重要...
- これは値を返しません(void)
- これはどのクラスからでもアクセスできます（publicなので...
さらに説明すると、クラスメソッドmainは特別なメソッドで、j...
-javaコマンドは、引数のクラスのクラスメソッドmainを実行し...
--staticと付いているのがクラス変数、クラスメソッドの印です
-今作ったPointクラスにもクラスメソッドmainを実装すれば自...
***クラスの中に自分自身のインスタンスをテストするクラスメ...
public class Point {
int x, y;
void print () {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
public static void main(String args[]) {
Point pt1 = new Point(); //自分自身からイ...
Point pt2 = new Point(); //自分自身からも...
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt1.print();
pt2.print();
}
}
これで、java Pointコマンドで、テストすることができます。
やっていることは、少しややこしいので、しっかり確認してく...
クラスメソッドの中で、自分が定義した方法で、インスタンス...
-演習4
クラスPoint3Dに自分自身をテストするクラスメソッドmainを作...
http://gyazo.com/bdef2ab8e69f7f6e62273c2d67d7af2e.png
public static void main(String args[]) {
Point3D pt1 = new Point3D(); //自分自身か...
Point3D pt2 = new Point3D(); //自分自身か...
pt1.x = 10;
pt1.y = 20;
pt1.z = 30;
pt2.x = - pt1.x;
pt2.y = - pt1.y;
pt2.z = - pt1.z;
pt1.print();
pt2.print();
}
***変数には直接アクセスしないのが賢い設計 [#udb9cbfb]
C言語の構造体のように変数にアクセスできます。
でも、オブジェクト指向の設計では、外部からは極力変数にア...
変数にアクセスするには、アクセス用のメソッドを使うのが良...
これにより、
変数の型などを将来変更してもメソッドの書き換えで対応でき...
修飾子をprivateにすると、クラスの外からアクセスできなくな...
そして、アクセス用のメソッドを書いておきます。
例えば、Pointクラスでしたら以下のようにします。
public class Point {
private int x, y;
void set(int newx, int newy) {this.x=newx; this.y=newy;}
int getx() { return this.x;}
int gety() { return this.y;}
void print () {
System.out.println(this.x + ", " + this.y);
}
public static void main(String argv[]) {
Point pt1= new Point();
Point pt2 = new Point();
pt1.set(10,20);
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety());
pt1.print();
pt2.print();
}
}
-演習5
Point3Dのメソッドを充実させて次のmain()メソッドで
10, 20, 30
-10, -20, -30
という結果が出るようにしましょう
public static void main(String argv[]) {
Point3D pt1 = new Point3D();
Point3D pt2 = new Point3D();
pt1.set(10, 20, 30);//インスタンス変数を...
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety(), -pt1.ge...
pt1.print();//インスタンスメソッド呼出
pt2.print();
}
***指定された座標との距離を返すメソッドdistance() [#sab2f...
print()メソッドの他に、もう少し複雑な計算をするメソッドを...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
今度は、座標ではなくて、他のPointインスタンスを引数にして...
double distance ( Point p ) {
int dx = p.getx() - this.x;
int dy = p.gety() - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
この２つのメソッドは、どちらもPointクラスに実装することが...
違う関数ですので、片方のdistanceの中から、もう一方のdista...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy );
}
double distance ( Point p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety());
}
-演習6
Point3Dに、
- 他の座標との距離を返すメソッド double distance ( int pt...
- 他のPoint3Dインスタンスとの距離を返すメソッド double di...
次のmain()メソッドで
10, 20, 30
-10, -20, -30
74.83314773547883
という結果が出るようにしましょう
public static void main(String argv[]) {
Point3D pt1 = new Point3D();
Point3D pt2 = new Point3D();
pt1.set(10, 20, 30);//インスタンス変数を...
pt2.set(-pt1.getx(), -pt1.gety(), -pt1.ge...
pt1.print();//インスタンスメソッド呼出
pt2.print();
System.out.println(pt1.distance(pt2));
}
--解答例
double distance ( int ptx, int pty, int ptz ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
int dz = ptz - this.z;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz);
}
double distance ( Point3D p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety(), p.getz());
}
**第7章 クラスとオブジェクトの操作 [#k1b96e7b]
*** 他の点との距離を返すメソッドの例を説明しました [#xfa5...
double distance ( int ptx, int pty ) {
int dx = ptx - this.x;
int dy = pty - this.y;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
double distance ( Point p ) {
return this.distance(p.getx(), p.gety());
}
distanceという名前は同じでも、引数の違いで、異なる動作を...
*** Osaifuクラスを作ってみよう [#i9df5c2e]
-Osaifuクラスからはインスタンスがたくさん作られる
--Osaifuクラスはお財布の設計図／工場、ここから実際のお財...
--工場出荷時の残金は0円だけど、その後、いろいろな値になる...
--ということで残金はインスタンス変数とすべきだろう
-Osaifuクラスには次のメソッド、変数が必要だろう
--残金を表すインスタンス変数 int okane
--お金を入金するインスタンスメソッド void in(int x);
--お金を出金するインスタンスメソッド int out(int x); 戻...
--残金を印刷するインスタンスメソッドがあってもよいだろう ...
http://gyazo.com/bd6eaafd220dc7ff791288089f293b28.png
-Osaifuクラスをテストするmain()メソッドでは次のことをやっ...
-- Osaifuインスタンスを一つ作ってそれをsaifu1という名前に...
-- Osaifuインスタンスをもう一つ作ってそれをsaifu2という名...
--saifu1に1000円入金する
--saifu2に500円入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
--saifu1から200円出金してそれをsaifu2に入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
public static void main(String argv[]) {
Osaifu saifu1 = new Osaifu();
Osaifu saifu2 = new Osaifu();
saifu1.in(1000);
saifu2.in(500);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.in(saifu1.out(200));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
http://gyazo.com/c618901458edc1ba338cab87d2810157.png
-Osaifu.java 解答編
public class Osaifu {
int okane;
public void in (int x) { okane += x; }
public int out(int x) { okane -= x; return x; }
public void print() {
System.out.println( "okane = " + okane +" yen");
}
public static void main(String argv[]) {
Osaifu saifu1 = new Osaifu();
Osaifu saifu2 = new Osaifu();
saifu1.in(1000);
saifu2.in(500);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.in(saifu1.out(200));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
}
--このプログラムでは残金がマイナスになってしまってもかま...
--このためには、例えばoutメソッドを以下のようにすれば良い
public int out(int x) {
if(x < okane ) {
okane = okane -x;
return x;
} else {
int nokori = okane;
okane =0;
return nokori;
}
}
*** コンストラクタ [#y0f882f5]
コンストラクタはインスタンスが生成される時に自動的に呼び...
public class Point{
int x, y;
Point() { x = y = 0; }
Point(int pix, int pty) {
x = ptx; y= pty;
}
省略
}
インスタンスを生成する際の演算子newのあとに指定するのは、...
Point pt1 = new Point();
Point pt2 = new Point(10, 20);
これで、最初のコンストラクタと、２番目のコンストラクタが...
コンストラクタから他のメソッドを呼び出すことも可能です。...
Point(int pix, int pty) {
set(ptx, pty);
}
void set(int ptx, int pty) {
this.x = ptx; this.y = pty;
}
コンストラクタの中でコンストラクタを呼び出すこともできま...
Point() {
this(0, 0);
}
これはコンストラクタPoint (x, y)を呼び出しています。this...
*** Osaifuクラスにコンストラクタを追加してみよう [#a8a56d...
-Osaifu() で残金0のインスタンスを作る
-Osaifu(int x) で引数を残金の初期値としたインスタンスを作る
ことができるコンストラクタを作りましょう。
これをmainから呼んで、上記のプログラムと同じことをするた...
Osaifu saifu1 = new Osaifu(1000);//インスタンスを作る
//最初の保持金額を1000円にする
Osaifu saifu2 = new Osaifu(500);//インスタンスを作る
//最初の保持金額を500円にする
とすれば良いです。
***コンストラクタ解答編 [#w62499a7]
以下のコンストラクタを作ることになります。
Osaifu() { okane = 0; }
Osaifu(int x) { okane = x; }
これは以下のように書いても良いです。
Osaifu() { this(0); }
Osaifu(int x) { okane = x; }
***インスタンスの参照 [#mb6379b9]
Point pt1 = new Point(10,20);
Point pt2 = pt1;
Point pt3 = new Point(10,20);
この時、
if(pt1 == pt2)
という判断をするとこれはtrueになります。
しかし
if(pt1 == pt3)
という判断をすると結果はfalsです。
参照先が同じなのか、その中のインスタンス変数が同じなのか...
if( ( pt1.x == pt3.x) && (pt1.y == pt3.y) )
のようにします。
***ガーベージコレクションとファイナライザ [#w0dec2d2]
C言語ではmallocでメモリー確保した後、これを使わなくなった...
インスタンスが破棄されるときに、何か特別な処置をしてほし...
***クラス変数の初期化 [#g403bd1b]
先に述べたように、インスタンス変数は、コンストラクタで初...
一つは、定義する場所で初期化できます。
public class TestStatic [
static int x = 10;
y = 20;
ここでxはクラス変数で、yはインスタンス変数です。どちらも...
複雑な初期化をしたい場合は、staticイニシャライザを使用し...
例えば、10個の要素からなる配列を用意して、それの内容を添...
public class TestStatic {
static int[] array;
static {
array = new int[10];
for (int I = 0; I < array.length; I++) array[I] ...
}
***final変数 [#c013ec29]
変数の宣言にfinalをつけると、その変数の値が変更の対象にな...
final static double PI = 3.14159265;
**第8章 継承 [#ka97b6ac]
オブジェクト指向言語では、クラスを拡張するいくつかの方法...
Javaなどで一般的な手法は、継承です。引き継ぐということで...
すでにあるクラスの機能を拡張して、新しいクラスを作ること...
拡張する部分は新しく作るのですが、拡張しない部分は、古い...
通常は、古いクラスをコピーして、機能拡張して新しいクラス...
でも、古いクラスの方も、そのまま使われ続けて、改良され続...
そこで継承を使います。
例えば、たい焼きの焼き型で説明します。
とても気に入った焼き型があるけど、しっぽに模様がないのだ...
そこで、現在の焼き型を親として、継承する新しい焼き型を作...
継承したクラスで定義すると、それだけが差分として使われま...
なので、しっぽの模様だけ定義しておけば、あとは全て親の機...
子クラスの中身は、極端な場合、空っぽでも良いです。定義さ...
ということで、
別のクラスを継承することで、
差分だけを書いて機能を拡張していくことができます。
http://gyazo.com/2c8ef14d8be63b9fc18c58d79f2f3879.png
*** Osaifuクラスを継承してOsaifuUSDクラスを作ってみよう [...
-OsaifuUSDクラスはアメリカで買い物をするときに便利な、ア...
-あたらしく追加するメソッドは以下です
-- void inUSD(int x) xドルをお財布に入金します。このと...
-- int outUSD(int x) xドルをお財布から出金します。この...
--1ドルは90円にしてください（今とはかけ離れた値ですが、サ...
//-スーパークラスのメソッドを上書きするメソッドは以下です
//-- void print() お財布の残高を円とドルで表示します
-OsaifuUSDクラスをテストするmain()メソッドでは次のことを...
-- OsaifuUSDインスタンスを一つ作ってそれをsaifu1という名...
-- OsaifuUSDインスタンスをもう一つ作ってそれをsaifu2とい...
--saifu1に1000円入金する
--saifu2に5ドル入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
--saifu1から2ドル出金してそれをsaifu2に入金する
--saifu1とsaifu2が持っている金額を印刷する
-動作例
http://gyazo.com/f51ea5895aaab32bb30b9a940d91515d.png
-ヒント：一行目はこれ
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
-ヒント：mainはこんな感じ
public static void main(String argv[]) {
OsaifuUSD saifu1= new OsaifuUSD();
OsaifuUSD saifu2=new OsaifuUSD();
saifu1.in(1000);
saifu2.inUSD(5);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.inUSD(saifu1.outUSD(2));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
-解答例
一番シンプルな解答例です。残高がマイナスになることは考慮...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
okane-=usd * 90;
return usd;
}
public void inUSD(int usd) {
okane+=usd * 90;
}
public static void main(String argv[]) {
OsaifuUSD saifu1 = new OsaifuUSD();
OsaifuUSD saifu2 = new OsaifuUSD();
saifu1.in(1000);
saifu2.inUSD(5);
saifu1.print();
saifu2.print();
saifu2.inUSD(saifu1.outUSD(2));
saifu1.print();
saifu2.print();
}
}
大昔の授業で使ったプログラムを使い続けているので、為替レ...
多分現在の為替レートとはかけ離れています。
（スクリーンショットを撮りなおすのが面倒なので、古いレー...
為替レートを変数として持たせるとしたら、どうしたら良いで...
- インスタンス変数
- クラス変数
のどちらにするか、考えてみましょう。
［解答］インスタンスで共通の情報ですので、おそらくクラス...
*** OsaifuUSDクラスの改造(1) [#g8c0b7a2]
入出金のメソッドの中で、親の入出金メソッドを活用してみま...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
return ( out( use * 90) / 90 );
}
public void inUSD(int usd) {
in( usd * 90 );
}
…
}
このプログラムの中のoutメソッドとinメソッドは、親のクラス...
outメソッドで残金がマイナスにならないように処理してあれば...
親のメソッドを呼ぶことを明示的に書くためにsuper.をつかっ...
public class OsaifuUSD extends Osaifu {
public int outUSD(int usd) {
return ( super.out( use * 90) / 90 );
}
public void inUSD(int usd) {
super.in( usd * 90 );
}
…
}
***オーバーライド [#ad8de445]
サブクラスに、スーパークラスと同じ名前と引数のメソッドを...
これをオーバライドト言います。
一つのクラスの中で、名前が同じメソッドを定義することをオ...
似ていますが、オーバーライドは、引数のパターンも同じです。
スーパークラスのメソッドを置き換えるものです。
ここでは、スーパークラスのprint()メソッドをサブクラスでオ...
***スーパークラスのメソッドの呼び出し [#d39dcf0b]
オーバーライドすると、通常（thisが使われる場合）はサブク...
つまりサブクラスの定義の中で、
print();
this.print();
はどちらもサブクラスのprint()が呼び出されます。
でも、明示的にスーパークラスで定義された方のメソッドを実...
その場合は、メソッドを呼び出すときにsuperと追記します。以...
super.print();
*** OsaifuUSDクラスの改造(2) [#sa44f577]
OsaifuUSDにprint()メソッドを追加して、
円表示の次の行に ( xxx USD ) と残高をUSD表示するようにし...
円表示を行う部分はスーパークラスOsaifuのインスタンスメソ...
http://gyazo.com/39a7b24a8c45e15ac55693592c2eb7cf.png
-解答例
public void print() {
super.print();
System.out.println("( " + (okane / 90) + " usd )" );
}
***実行時の型 [#h051144d]
サブクラスもちゃんとしたクラスですので、インスタンスを作...
例えば、ParentというクラスからChildというサブクラスを作っ...
Child x = new Child();
として使います。ここで親のクラスの変数に代入することもで...
Parent y = new Child();
しかし、親のインスタンスを、子の型の変数には代入できませ...
Child z = new Parent(); //これはできない
仕組みを考えれば理由は明白です。サブクラスは、スーパーク...
instanceofという演算子があります。上記の例では、
if ( x instanceof Child) {}
if ( x instanceof Parent) {{}
とするとifの中の判定はどちらもtrueです。あるクラスのイン...
***抽象クラス [#eece29ff]
抽象クラスは、インスタンスを作れないクラスです。
いくつかのクラスの上位概念をまとめる役割があります。
例えば、犬クラス、猫クラスというクラスがあって、それらの...
その世界では、犬や猫のインスタンスは作れても、動物のイン...
としたら、動物クラスは抽象クラスになります。
定義のオプションにabstractと書きます。
abstract class Animal {}
この授業で抽象クラスを作成することはないと思いますが、マ...
Readerは抽象クラスです。下のリンクからReaderを探してみて...
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/index.html
***抽象メソッド [#v050fd26]
抽象クラスと同様に、特定のメソッドがabstractと定義される...
public abstract void xxxx();
***finalクラス [#tf82758d]
クラスの定義にfinalをつけることができます。これ以上継承し...
final class XXXX {}
メソッドの定義につけることもできます。サブクラスでオーバ...
public final void XXXX(){}
***インタフェース [#k5d21dd0]
抽象クラスに似ていますがクラスではないので、インスタンス...
抽象メソッドと定数だけが定義されています。
この授業でインタフェースを定義することはないと思いますが...
インタフェースには空のメソッドが定義されています。
そのメソッドを実装していますという宣言にimplementsという...
例えば、MovableとErasableというインタフェースが定義されて...
クラスの定義で、これらを実装しているという宣言は、以下の...
class MyShape implements Movable, Erasable {}
このクラスでは、Movable, Erasableで定義されているメソッド...
ややこしいですが、後の授業で、実例がたくさん出てきますの...
Mouse Listenerはインタフェースの例です。下のリンクから探...
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/index.html
***小テスト練習 [#g4c60a6e]
次回またはその次くらいの授業で、小テストを行います。
以下の内容が理解できるように、整理しておいてください。
以下のプログラムの中で、
クラス、インスタンス、サブクラス、スーパクラス、クラスメ...
インスタンス化、継承がどこで行われているのか確認してくだ...
(importで始まる一行目はまだ説明していない内容なので小テス...
import javax.swing.JFrame;
public class SampleWindow extends JFrame {
public static void main(String args[]) {
SampleWindow w = new SampleWindow();
w.setVisible(true);
}
}
ページ名:
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
