第２回配列を使ったプログラム

(1)

第２回　配列を使ったプログラム

～データをまとめて扱う方法～

(2)

学習目標

 配列を使ったプログラムが書ける

 配列を使う利点を説明できる

 Java での配列の使い方を説明できる

 配列と繰り返し文を使って賢いプログラムが書ける

 情報を管理する簡単なアルゴリズムを考え、実装できる

 情報の追加アルゴリズムを考え、実装できる

 情報の削除アルゴリズムを考え、実装できる

 情報の検索アルゴリズムを考え、実装できる

(3)

2.1

配列と

for

文

 2.1.1 コンピュータに得意な仕事をさせる

 ① 前回のプログラムの問題点

 Java の文法⑤－ for 文－

 2.1.1 配列を使う

 ①for 文だけでは問題解決しない

 ② 同じ意味のデータはまとめて扱う

 Java の文法⑥－配列ー

 ③ 配列を利用したプログラム

 ④ 配列を利用する利点

(4)

2.1.1

コンピュータに得意な仕事をさせる



前回までのプログラム

 商品種類を追加する

 取り扱っている商品種類を表示する

何が問題だったか？

(5)

前回のプログラムの問題点



変数を一つ一つ扱うのは大変

 １００個の商品種類を扱いたいときは、１００個の変数を宣言しなければならない。

 初期化や条件分岐も１００個になってしまう。

人間の仕事ではない

(6)

解決するには



コンピュータは同じことを繰り返すのが得意。

 繰り返し文 (for 文 ) を使おう！

(7)

Java

の文法⑤ー

for

文ー

仕事

i<10 no yes for(int i=0;i<10;i++){

仕事 ; }

i++

i=0

 10

回仕事を

繰り返す時

(8)

①for

文だけでは問題解決しない

 for

文を使って、初期化することを考えましょう。

　 // 商品種類を保存するための変数を定義する int itemType01;

int itemType02;

int itemType03;

// 初期化する。 -1 を入ってないとする

　　 for(int i=0;i<3;i++){

ここになんて書けばいいの？？

itemType+i = -1; とは書けないし。

}

(9)

② 同じ意味の

データはまとめて扱う

(1)



今までは、商品種類をたくさん入れるために一つ一つの変数として扱っていました。

itemType01

itemType02

itemType03

itemType04 -1

-1

(10)

② 同じ意味の

データはまとめて扱う

(2)



同じ目的の変数が入る一つ一つの変数をまとめて扱いたいときに配列が使えます。

 １まとめで名前をつけ、そこからは番号でたどります。

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

itemTypeArray( 配列全体の名前 )

あの人のうちは、

3 丁目の左から 4 番目だよ！

(11)

配列と繰り返し



配列と繰り返しを使うことによって、

同じことを何度も書く必要がなくなり

ます。

// 商品種類を保存するための変数を定義する int[] itemTypeArray = new int[10];

// 初期化する。 -1 を入ってないとする

　　 for(int i=0;i<10;i++){

itemTypeArray[i] = -1;

}

(12)

Java

の文法⑥－配列－

int[] itemTypeArray = new int[10];// 大きさが 10 の配列を作る

// 配列が作られた時点で、すべての要素には 0 が入る。

// 配列の各要素の指定にはブラケット“ []” を用いる

。

itemTypeArray[0] = 103;//0 番地に 103 を挿入 itemTypeArray[1] = 22; //1 番地に 22 を挿入 itemTypeArray[2] = 51; //2 番地に 51 を挿入

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

0 0 0 0 0 0 0

0 0

0

103 22 51

(13)

③ 配列を利用したプログラム

// 追加と表示部分を抜粋 // 商品種類を追加する

itemTypeArray[0] = 1001;// コーラ itemTypeArray[1] = 1002;// ソーダ itemTypeArray[2] = 1003;// お茶 // 保存されている商品種類を表示する for(int i=0;i<10;i++){

if(itemTypeArray[i] != -1){// 商品が入っている

System.out.println(itemTypeArray[i]+" は販売中です ");

例題2-1

(Example2_1.java)

(14)

④ 配列を利用する利点･欠点



議論しよう

(15)

2.2

商品種類の管理

 2.2.1

商品種類を管理するとは

 ① 目的の階層構造を考える

 2.2.2

商品種類の管理プログラム

 ① 商品種類の追加

 ② 商品種類の検索

 ③ 商品種類の削除

 2.2.3

今回のプログラムの問題点

(16)

2.2.1

商品種類を管理するとは

 今までは、提示するだけでしたが、配列を使って管理することを考えます。

 商品種類を管理するとは、

 取り扱う商品種類が増えたら、商品種類リストに商品種類を追加する。

 その商品種類を取りあつかっているかチェックするために、商品種類リストから、商品種類の商品番号を探す。

 その商品種類を取り扱うのをやめたら、商品種類リストから、商品種類を削除する。

(17)

今回プログラムすること



商品種類を追加すること



商品種類を検索すること



商品種類を削除すること

(18)

目的の階層構造で考える



自動販売機のプログラム

 商品種類を管理する

 商品種類を追加する

 商品種類を検索する

 商品種類を削除する

 商品種類リストを提示する（前回やりました）

(19)

① 商品種類の追加



追加をさらに小さい目的に

 “ 追加する”とはプログラムでどういう手順で実現できるか？

1. まだ商品番号の入っていない箱を探す。

(-1 が入っている箱を探す。 )

2. 見つけたら、そこに商品番号を書き込む。

(20)

追加アルゴリズム

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0

0 0

1001 1002 1003

i 0123 1004

addId 1004

例題2-2

(Example2_2.java)

//--- 商品番号 1004(DD レモン ) を追加する --- int addId = 1004;

// 商品番号の入っていない箱を探す for(int i=0;i <10;i++){

if(itemTypeArray[i] == -1){// 見つけた

itemTypeArray[i] = addId;// 商品番号を書き込む break;

} }

(21)

② 商品種類の検索



検索のアルゴリズムを考えてみよう

 ただし検索とは商品番号を指定し、

 見つかったときに「見つかりました」と表示し

、

 見つからなかったときに「見つかりませんでした」と表示する

ということとする。

(22)

検索アルゴリズム（一例）

1. 検索する商品番号を指定する。

2. 配列を順番にたどり、検索する商品番号と、

配列に格納された商品番号の値が同じかどうか調べる。

3. 見つかったら、繰り返しを中止する。

4. 配列を辿った回数を保存しておき、

1. 配列を最後までたどった場合は、「見つかりませんでした」と表示する

2. 配列を最後までたどらなかった場合は、「見つかりました」と表示する

(23)

検索プログラム

A

//--- 検索する --- int searchId = 1002;// ソーダを検索する

int i;// 配列を辿った回数を保存する for(i=0;i<10;i++){

if(itemTypeArray[i] == searchI ｄ ){// 見つかった break;

} }

if(i == 10){// 最後まで辿ったが見つからなかった System.out.println(" 見つかりませんでした ");

}else{

例題2-3

(Example2_3.java)

(24)

検索プログラム

B

//--- 検索する --- int searchId = 1002;// ソーダを検索する

for(int i=0;i<10;i++){

if(itemTypeArray[i] == searchId){// 見つかった System.out.println(" 見つかりました ");

break;

}

if(i == 9){// 最後まで辿ったが見つからなかった System.out.println(" 見つかりませんでした ");

} }

例題2-4

(Example2_4.java)

(25)

③ 商品種類の削除



削除のアルゴリズムを考えてみよう！

(26)

削除アルゴリズム（一例）



まず、削除するものが何処にあるか、

検索する。



見つかったら、要素に

-1

を書き込む。



穴がないように、残りの要素をシフトする。

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

0 0 0 0 0 0 -1

0 0

0

103 22 51 3434-18 83 345 187 -13 345 187 -1-1 34 を削除する例

(27)

削除のプログラム

//--- 削除する --- int deleteId = 1002;// ソーダを削除する

int i=0;// ループの回数を保存する for(i=0;i<10;i++){

if(itemTypeArray[i] == deleteId){// 見つかった

itemTypeArray[i] = -1;// 見つかったら、削除する（実は不要）

break;

} }

// 残りの要素をシフトする for(;i<9;i++){

itemTypeArray[i] = itemTypeArray[i+1];

例題2-5

(Example2_5.java)

(28)

穴がないようにするといいこと



検索するときに、全部調べなくてすみます。

 -1 があったら、その先を調べる必要がありませんよね！



全部調べなくてすむアルゴリズムを考

えてみましょう。

(29)

2.2.3

今回の

プログラムの問題点



挿入のとき、配列が一杯だったらどうするか？



削除のとき、みつからなかったらどうするか？



データの重複をどうするか？

 etc…

 今回は考えなくてよいが、実際にはきちんと考えなければならないことがあります。

第２回 配列を使ったプログ ラム