レコード
class Point attr_accessor("x", "y") end … point.rb インスタンス変数の宣言irb(main):004:0> load("point .rb") => true irb(main):005:0> p = Point.new() => #<Point:0x40332080> irb(main):006:0> p.x = 3 => 3 irb(main):007:0> p.y = 4 => 4 irb(main):008:0> p => #<Point:0 x40332080 @y=4, @x=3> オブジェクト （Pointクラスの インスタンス） インスタンス変数への代入 インスタンス変数への代入
irb(main):013:0> p.y => 4 irb(main):014:0> sqrt(p.x**2 + p.y**2) => 5.0
• Rubyでは，レコードもオブジェクトの一種
• レコードのクラスは，インスタンス変数の宣言
のみから成る
インスタンス変数の参照… def point_make(u,v) p = Point.new() p.x = u p.y = v p end … オブジェクト（への参照）を返す point.rb
… def point_scale(p,s) point_make(p.x*s, p.y*s) end def point_add(p,q) point_make(p.x+q.x, p.y+q.y) end … point.rb
…
def point_interpolate(p,q,t)
point_add(point_scale(p,1-t), point_scale(q,t)) end
def point_draw(p,a)
if 0 <= p.y+0.5 && p.y+0.5 < a.length() && 0 <= p.x+0.5 && p.x+0.5 < a[0].length() a[p.y+0.5][p.x+0.5]=1 end end point.rb 配列aの縦の長さ 配列aの横の長さ Rubyの配列の添え字が実数でも いいことを利用している 0.5は四捨五入をするため
load("./max.rb") load("./abs.rb")
def line_draw(p0,p1,a)
n=max(abs(p1.x - p0.x), abs(p1.y - p0.y)) for i in 0..n
point_draw(point_interpolate(p0,p1,i*1.0/n), a) end
end
def bezier_draw(p0,c,p1,a) n = 10 prev = p0 for i in 1..n t = i*1.0/n q0 = point_interpolate(p0, c, t) q1 = point_interpolate(c, p1, t) r = point_interpolate(q0, q1, t) line_draw(prev, r, a) prev = r end end bezier.rb
練習
• point.rb, line.rb, bezier.rb をダウンロード。
• max.rb を作るかダウンロード。
• abs.rb を作る。
• isrb を起動。
• point.rb をロード。
• bezier.rb をロード。
– line.rb もロードされる。 – max.rb と abs.rb もロードされる。• make2d を定義（既に作ったはず）。
練習
• 以下を順に isrb のもとで実行せよ。
p0 = point_make(10,10)
p1 = point_make(90,90)
c = point_make(10,90)
a = make2d(100,100)
bezier_draw(p0,c,p1,a)
show(a)
進捗の確認
1. 前スライドが動いた。
2. 前スライドが動かない。
3. make2d を忘れた。
4. ロードができない。
5. abs.rb が作れない。
6. max.rb が作れない。
7. ダウンロードができない。
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 系列1 2009.12.18もっと，レコード
class Line attr_accessor("p0", "p1") end class Bezier attr_accessor("p0", "c", "p1") endレコードの意義
• 一まとまりの複数のデータを表す変数が1個ですむ – Pointの場合，x座標とy座標をまとめて扱える – Lineの場合，始点と終点をまとめて扱える • 4つの座標をまとめて扱えている – Bezierの場合，始点と終点，第3点をまとめて扱える • 6つの座標をまとめて扱えている • このようなデータのまとまりを値として扱える – 関数の値として返すことができる • 4つの座標を返すことは通常の関数では難しい – 内部のデータがどうなっているかを知らなくても使うことが できる • もし，Pointの座標系が極座標系だったとしても，関数の使い方に変 更を加える必要がないしかし，レコードのままだと…
• クラス（レコードの種類）ごとに操作を定義
Pointクラス Lineクラス Bezierクラス point_draw line_draw bezier_draw
• これらが混在している場合，
if figureがPointクラスのオブジェクト point_draw(figure,a) else if figureがLineクラスのオブジェクト line_draw(figure,a) else if figureがBezierクラスのオブジェクト bezier_draw(figure,a)オブジェクト指向では
• オブジェクト（ここではレコードのこと）に自分
に対する操作の仕方を覚えさせる
– Point のレコードに，スカラー倍，ベクトル和など の操作を覚えさせる – 自分の操作法を知っているレコードをオブジェクト と呼ぶ – それぞれの Point オブジェクトが操作法を抱え込 むのは大変なので，Point オブジェクトを，Point クラスにまとめ，「親分」のPoint クラスがPoint オ ブジェクトの作り方や操作法を一括管理するレコードからオブジェクトへ
オブジェクト 内部データ構造 ＋ 処理手続き レコードの変数 にアクセスするのと 同じ形での質問や 動作の依頼 それに対する応答 隠蔽されている（カプセル化） 実は，オブジェクトのクラスがこれ らを知っている 個々のオブジェクトは自分の具体 的な値を知っている メッセージとも言うクラス
class Point attr_accessor("x", "y") def initialize(u,v) self.x = u self.y = v end def scale(s) Point.new(self.x * s, self.y * s) end def add(q)Point.new(self.x + q.x, self.y + q.y) end end scaleメソッド 初期化メソッド 自分自身の x @x でもよい oo-point.rb 自分の操作法を メソッドと呼ぶ
irb(main):005:0> p = Point .new(3,4) => #<Point:0x7ffa3ed8 @x=3, @y=4> irb(main):006:0> p.x => 3 irb(main):007:0> q = p.scale(2) => #<Point:0x7ffa3e84 @x=6, @y=8> irb(main):008:0> p.add(q) => #<Point:0x7ff9b0f8 @x=9, @y=12> irb(main):009:0> p.add(q).scale(0.5) => #<Point:0x7ff94ca8 @x=4.5, @y=6.0> 初期化メソッドの引数 新しいオブジェクト 新しいオブジェクト 新しい オブジェクト
Pointクラスに以下のメソッドを追加。 def move(x,y) self.x = x self.y = y end irb(main):002:0> p = Point.new(3,4) => #<Point:0x7ffa32bc @y=4, @x=3> irb(main):003:0> p.move(4,6) => 6 irb(main):004:0> p => #<Point:0x7ffa32bc @y=6, @x=4> 以下のようにmoveメソッドだけ 後から定義することも可能 class Point def move(x,y) self.x = x self.y = y end end
class Line attr_accessor("p0", "p1") def initialize(q,r) self.p0 = q self.p1 = r end def draw(a) n = max(abs(self.p1.x - self.p0.x), abs(self.p1.y - self.p0.y)) for i in 0..n p = self.p0.interpolate(self.p1, i*1.0/n) p.draw(a) end end … oo-line.rb
多相性
def drawall(elements,a)
for i in 0..elements.length()-1
elements[i].draw(a)
end
a
end
…
elements[i] のクラスが何であれ， そのdrawメソッドが呼ばれる drawall.rb… def drawmoon() p0=Point.new(0,85) p2=Point.new(99,85) f=[Line.new(p0,p2), Bezier.new(p0,Point.new(50,60),p2), Circle.new(Point.new(66,20),20)] a=make2d(100,100) drawall(f,a) show(a) end drawall.rb
練習
• oo-point.rb をダウンロード。
• Point クラスにdrawメソッドを追加せよ。
– すなわち、oo-point.rb のPoint クラスの中に、 def draw(a) … end を追加。 – point.rb の point_draw を参考に。 • p を self に…練習（続き）
• さらに、interpolate メソッドを追加せよ。
– 以下のように追加すればよい。 def interpolate(q,t) self.scale(1-t).add(q.scale(t)) end練習（続き）
• oo-line.rb をダウンロード。
• oo-bezier.rb をダウンロード。
• oo-circle.rb を萩谷のページからダウンロー
ド。
• drawall.rb をダウンロード。
• isrb を起動し必要なファイルをロード。
• drawmoon() を実行せよ
– 必要なクラス（Point, Line, Bezier, Circle）のファ イルをロードする。
進捗状況の確認
1. drawmoon が動いた。
2. drawmoon が動かない。
3. ロードができない。
4. interpolate メソッドを追加できない。
5. draw メソッドを追加できない。
6. draw メソッドを作れない。
7. ダウンロードができない。
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 系列1 2009.12.18練習
• これまでの図形クラス（Point, Line, Bezier,
Circle）に、次のメソッドを追加せよ。
trans(dx, dy)
x 軸と y 軸方向に、それぞれ
dx と dy の分だけ平行移動する。
copy()
自分のコピーを返す。
練習（続き）
• たとえば、Point クラスでは
def trans(dx, dy)
self.x = self.x+dx
self.y = self.y+dy
end
def copy()
Point.new(self.x, self.y)
end
練習（続き）
• Circle クラスのオブジェクトをコピーするには
中心の点（Point クラスのオブジェクト）をコピ
ー（Point クラスの copy）して、そのコピーと
同じ半径を使って Circle クラスのオブジェクト
を新たに作ればよい。
– 萩谷のページの oo-circle.rb には、copy と trans が定義されてしまっておりました。• 次スライドの drawmoon2() を動かすには、
Point クラスと Circle クラスに copy と trans
を定義すればよい。
練習（続き）
def drawmoon2() p0=Point.new(0,85) p1=Point.new(99,85) c0 = Circle.new(Point.new(66,20),20) c1 = c0.copy() c1.trans(10,-10) f=[Line.new(p0,p1), Bezier.new(p0,Point.new(50,60),p1), c0,c1] a=make2d(100,100) drawall(f,a) show(a) end練習（続き）
• Bezier クラスは Line クラスを継承している。
• trans メソッドを定義するときには、これを利
用することができる。
– 「継承」のスライドを参照せよ。 – 利用しなくてもよい。練習（続き）
def drawmoon3() p0=Point.new(0,85) p2=Point.new(49,85) l0 = Line.new(p0,p2) b0 = Bezier.new(p0,Point.new(25,60),p2) l1 = l0.copy() b1 = b0.copy() l1.trans(45,-10) b1.trans(45,-10) f=[l0,b0,l1,b1,Circle.new(Point.new(66,20),20)] a=make2d(100,100) drawall(f,a) show(a) endレポート
• 課題
– Bezier クラスの定義 – drawmoon3() を実行した結果の画像• 提出先
[email protected]
• Subject:欄は、
is-kadai としてください。• 〆切:
1月14日（過ぎても受け付けます）
• この課題は成績に含めません。
課題
• 図形のグループを実現する Group クラスを
定義せよ。
class Group attr_accessor("set") def initialize(set) self.set = set end … – initialize メソッドの引数はオブジェクトの配列課題（続き）
• Group クラスにも draw, trans, copy を定義せよ。
• テストとして、drawmoon の配列を使って Group クラスの オブジェクトを作り、表示してみよ。 p0=Point.new(0,85) p2=Point.new(99,85) f=[Line.new(p0,p2), Bezier.new(p0,Point.new(50,60),p2), Circle.new(Point.new(66,20),20)] g=Group.new(f) a=make2d(100,100) g.draw(a) show(a)
課題（最後）
• Group クラスのオブジェクトのコピーを作った
り、 並行移動したりして、適当な絵を描いて
表示せよ。
• 同じオブジェクトのコピーをたくさん作って並べた りできる（はず）。 • Group クラスのオブジェクトをさらに集めてグル ープにすることも可能である（はず）。レポート
• 課題
– Group クラスの定義 – 絵を描くプログラムとその画像• 提出先
[email protected]
• Subject:欄は、
is-kadai としてください。• 〆切:
1月末日（過ぎても受け付けます）
継承
class Bezier < Line
attr_accessor("p0", "c", "p1") def initialize(q,r,s) super(q,s) self.c = r end … def turn(theta) super(theta) self.c = self.c.rotate(theta) end end Lineクラスを継承 Lineクラスの初期化メソッドを呼び出す Lineクラスのturnメソッドを呼び出す oo-bezier.rb
