コンソールへの出力 II

ここまで、コンソールへの出力メソッドとして、次の2つのメソッドを利用してきました。

• System.out.print()：改行なし

• System.out.println()：改行付き

しかし、いずれもデータを綺麗に並べて出力するなどの機能がないので、「とりあえず出力！」というものでした。

ここでは、フォーマット(出力形式)を定義し、それに沿ってデータを出力するSystem.out.printf()というメソッ ドを紹介します。これはC言語で既によく知られている出力方式です。先の2 つより少々難しくなりますが、使い方 をマスターするとこれしか使わなくなるほど便利です。

2.17.1 System.out.printf()

System.out のprintf()メソッド、とりあえず使用した例で見てみましょう。2.15.1 節で作った三角関数のテー ブルを再度作ってみます。

ソースコード2.70 TrigonometricTable2.java (printf^{で三角関数表}) package section0217;

public class TrigonometricTable2 {

public static void main(String[] args) {

int sep = 12;

for(int k = 0; k<=sep; k++) {

double theta = Math.PI * k / sep;

double cosTheta = Math.cos(theta);

double sinTheta = Math.sin(theta);

System.out.printf( "θ=%02dπ/%2d, cosθ=%9.6f, sinθ=%9.6f%n", k, sep, cosTheta, sinTheta );

} } }

printf()はその第1 引数にフォーマットとなる文字列を必ず置きます。この場合は

"θ=%02dπ/%2d, cosθ=%9.6f, sinθ=%9.6f%n"

ですね。このフォーマットには、書式指示子という% から始まる文字列が使われます。上のプログラムでは、

• %kd：整数系の値を出力する。kには桁数を入れます(%2d)。値は右詰めで表示され、桁数の最初に0を付ける と、その表示内の空白を0で埋めます(%02d)。

• %k.mf：実数系の値を固定小数点数表示で出力する。kには全体の文字数、mには小数点以下の桁数を書きます

(%9.6f)。k には符号や小数点も含めます。

• %n：printf()では、自動改行してくれません(print()と一緒です)。そこで、強制改行させるのが%nです。

フォーマットの後に、カンマで区切って対応する変数を並べます。上の例だと、次のような対応になりますね。

%02d %2d %9.6f %9.6f k sep cosTheta sinTheta

代表的な他の書式指示子を以下に並べましょう(表2.17.1参照)。指示子が大文字の場合は表示が大文字になります。

表2.17.1 ^{代表的な書式指示子}

書式指示子 内容

%b, %B boolean型

%c, %C char型

%e, %E 浮動小数点数表記での実数

%o 8 進数表示の整数

%s, %S 文字列

%x, %X 16進数表示の整数

数値計算系でよく使う%E表記の例を作ってみましょう。２年生の計算数学で習う「Newton法」という微分可能関 数の実数解を求めるアルゴリズムです。

ソースコード2.71 NewtonMethod.java (^{浮動小数点数表示：}Newton^法) package section0217;

public class NewtonMethod {

public static void main(String[] args) {

// f(x) = cos(1/log x) = 0 の x ≧ 1.2 の解を Newton 法で解く // f'(x) = sin(1/log x)/(x(log x)^2)

int count = 0;

double x = 1.6;

String format = "count=%d : x=%10.7f f(x)=%13.5e%n";

while( Math.abs(f(x)) > 1.0e-15 ) {

System.out.printf( format, count, x, f(x) );

x = x - f( x )/df( x );

count++;

}

System.out.printf( format, count, x, f(x) );

}

static double f(double x) {

return Math.cos(1.0/Math.log( x ));

}

static double df(double x) {

return Math.sin(1.0/Math.log( x ))/(x*Math.pow(Math.log( x ),2));

} }

この後で学ぶメソッドが使われていたりで、プログラム全体を読み取ることは難しいでしょうが、8行目のフォーマッ トの文字列と、10,14行目だけ見て、実行結果と見比べて下さい。このようにフォーマットをprintf()メソッドの外 で文字列として定義しておいて使うこともよく行われます。%10.7fが固定小数点数表示で全体 10桁で小数点以下7 桁の表示、%13.5eが浮動小数点数表示で全体13桁（符号や小数点も1文字として含む）で仮数部の小数点以下5 桁 の表示、となります。

ちなみに、Mathematicaでこの問題を解いてみると(楽だねぇ! (^^;))。 f[x_] := Cos[1/Log[x]];

Print["f(x)=", f[x]]

Print["f'(x)=", D[f[x], x]]

Plot[f[x], {x, 1, 3}]

NSolve[{f[x] == 0, x >= 1.2}, x]

f(x)=Cos 1 Log[x]

f'(x)=Sin _Log[x]¹ x Log[x]²

1.5 2.0 2.5 3.0

-1.0 -0.5 0.5 1.0

{{x 1.2364},{x 1.89008}}

図2.19 Mathematicaの計算結果