第４回クラスとインスタンス

(1)

第４回　クラスとインスタンス

～手続き指向からオブジェクト指向へ

( )

Ⅰ ～

(2)

学習目標

 クラスとインスタンスの簡単な説明ができる

 クラスとインスタンスの違いを説明できる

 クラスとインスタンスを使って、変数をまとめたプログラムが書ける

 クラスとインスタンスを使って、メソッドをまとめたプログラムが書ける

(3)

そろそろ商品名、価格を扱おう

1001 は販売中です 1003 は販売中です

1001: コーラ :120 円は販売中です

1003: お茶 :120 円は販売中です

(4)

引数がいっぱい

例題4-1

(Example4_1.java)

public static void add(int[]

targetIdArray,String[]targetNameArray,

int[] targetPriceArray,int addID, String addName,int addPrice)

(Example3_2.java先週

）

public static void add(int[] targetArray,int addID)

(5)

意味が明確なプログラムに

 本当にやりたいこと

 「商品種類」を「追加」する

(6)

データは意味ごとにまとめる

 配列とのちがいは？

商品番号 =1001

商品名 =" コーラ "

価格 =120

商品番号 =1002

商品名 =" ソーダ "

価格 =120

商品番号 =1003

商品名 =" お茶 "

価格 =120

(7)

オブジェクトとして考えよう

コイツラはみなオブジェクト（もの）

 意味のあるデータをまとめてオブジェクトにする→オブジェクト指向の基本です

商品番号 =1001

価格 =120

商品番号 =1002

価格 =120

商品番号 =1003

価格 =120

(8)

オブジェクトを作るには？



Java

によるオブジェクト指向プログラミングでは、いきなりオブジェクトは作れません。

クラス^{という概念を使います}

(9)

クラスって何？（１）

 オブジェクトを製造する型のことです

。

 型がないとオブジェクトは作れない。^{インスタンス化}

クラス（タイヤキの型）インスタンス

（実際のタイヤキ）

(10)

クラスって何？（２）

 クラスは、「変数」を複数まとめてセットで定義することができます。

int 商品番号 ; String 商品名 ; int 価格 ;

(11)

クラスとインスタンスを使おう！

 今回は、クラスとインスタンスを使って、商品名と商品番号をセットで扱いましょう。

商品番号 =1002

価格 =120

商品番号 =1001

価格 =120

商品番号 =1003

価格 =120

クラスインスタンス

int 商品番号 ; String 商品名 ; int 価格 ;

(12)

Java でプログラミングしてみよう！

1. クラスを定義する

2. クラスをインスタンス化してオブジェクトを作る

3. オブジェクトの変数に代入する

(13)

クラスを定義する ( １ )

/*** 商品種類クラス

*/

public class ItemType{

① そのクラスの「可視性」（あとで説明します）を定義します。}

② 「クラス」を定義しますよと言う意味です。省略できません。

③ クラスの名前です。省略できません。任意の名前を付けることができますが、慣習として、頭文字は大文字にします。

（第１回の命名規則を参考に）

① 　　②　　　③

(14)

クラスを定義する（２）

 変数を定義します

　 int id;// 商品番号

String name;// 商品名 int price;// 価格

}

商品番号を整数型 (int) で商品名を文字列型 (String)

価格を整数型 (int) で定義します

< 商品種類 >

商品番号：

商品名：価格 :

これらをクラスの“属性”と呼びます

(15)

クラスごとに別ファイルに

Example4_1.java ItemType.java

public class Example4_1{

　　　　 … 　　 … }

… 　 …}

ファイル名とクラス名を同じにすること！

(16)

クラス完成！

 これでクラスは完成です。



ItemType

クラスを使うプログラム

(Example4_1)

をコンパイルすれば、自動的に

ItemType

もコンパイルされます。

 ただし、同じフォルダに入れておくこと！

(17)

オブジェクトを作る

 オブジェクトは

Example4_1

クラスの

main()

メソッドで作ります。

public class Example4_1 {

public static void main(String[] args) { // 商品種類（コーラ）をインスタンス化する

ItemType cola;

cola = new ItemType();

cola.id = 1001;

cola.name = “ コーラ” ; 　　 cola.price=120;

} }

例題 4-1

(18)

クラスは変数の型になる

 クラスは

int,String

などと同じように変数の型として考えます。

ItemType cola;

cola

ItemType 型 cola という名前の、

ItemType が入る変数を宣言する

(19)

オブジェクトを生成する

 オブジェクトを一つ作るには、

new

演算子を使います。

new ItemType();

id=name=

price=

ItemType クラスのオブジェクトを

一つ作る

(20)

ItemType cola = new ItemType();

オブジェクトに名前を付ける

 作っただけでは使えません。宣言しておいた変数に代入するとオブジェクトに名前を付けることができます。

cola

ItemType 型

id=name=

price=

ItemType cola;

cola = new ItemType();

1 行で書くと

(21)

オブジェクトが持つ変数に代入するには

cola

ItemType 型

id=1001 name=

price=

 「オブジェクト名

.

変数名」

cola.id = 1001;

cola という変数に入っている

オブジェクトの、 id 変数に 1001 を代入する

(22)

オブジェクトを作って

表示するだけのプログラム

//メイン

public static void main(String[] args) { //自動販売機プログラムの開始を知らせる

System.out.println(“自動販売機のサービスを開始しました。 ");

// 商品種類を追加する

// コーラ商品種類クラスをインスタンス化（生成）して追加する ItemType cola = new ItemType();

cola.id = 1001;

cola.name = "コーラ ";

cola.price = 120;

//コーラを表示してみる

System.out.println(cola.id+":"+cola.name+":"+cola.price+" は販売中です ");

} }

例題4-2

(Example4_2.java)

(23)

前回のプログラムで

商品名を扱えるようにする

 前回までのプログラムでは、

int

の配列を使って、商品種類の管理を行いました。

 手続き指向になっているカナ？？

 今回は、

ItemType

の配列を使って、商品種類の管理を行います。

 商品名が扱えるようになります。

(24)

ItemType の配列を作る

itemTypeArray( 配列全体の名前 )

ItemType 型 [0] [1] [2] [3] [4] [5]

続くよ

(25)

クラスの配列を作る (Java での記法 )

int

の時と基本的には同じです。

ItemType 型

ItemType[] itemTypeArray = new ItemType[10];

[0] [1] [2] [3] [4] [5]

続くよ

(26)

int の配列との大きな違い

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

0 0 0 0 0 0 0

0 0

0 int 型

int

の配列のとき、配列には初期値として、

0

が入りました。

(27)

ItemType 型の初期値

ItemType 型

初期値には「何も入っていません！！」

オブジェクトが何も入っていない状態のことを null といいます。

だから前回までは「 -1 が入っていたら、商品種類リストが入っていない」

ということでしたが、

今回からは「何も入っていなかった (null) ら、商品種類リストが入っていない」ということになります。

[0] [1] [2] [3] [4] [5]

続くよ

(28)

ItemType 配列への代入

ItemType[] itemTypeArray = new ItemType[10];// 配列を作る itemTypeArray[0] = new ItemType();//ItemType オブジェクト　　　　　　を作って配列へ代入

itemTypeArray[0].id = 1001;

itemTypeArray[0].name = “ コーラ” ;

[0] [1] [2] [3] [4] [5]

続くよ

id=1001

name="コーラ "

price=120

(29)

入ってない (null の )

変数に、代入 / 参照するな！

 次のプログラムを実行してみましょう

// これはまずいプログラム。

public class FailProgram{

public static void main(String[] args){

ItemType[] itemTypeArray = new ItemType[10];// 配列を作る //itemTypeArray[0] は null

itemTypeArray[0].id = 1001;

itemTypeArray[0].name = “ コーラ” ; itemTypeArray[0].price = 120;

}}

(30)

Java の文法復習⑦ 例外

 前ページのプログラムを実行すると、

NullPointerException

と表示がでてプログラムがとまります。

 これは、オブジェクトが入っていないのに代入 / 参照したので、処理できません。プログラムを終了します。

という意味です。あなたのプログラムのバグです。

 この他にも例外があります。

 ArrayIndexOutOfBoundsException は、配列にはない番地（例えば 10 個の配列の [10] ）を読もうとしましたよという意味です。あなたのプログラムのバグです

。

(31)

ItemType 配列を

使った今回の管理プログラム

 追加だけを行うプログラム

/** * 商品種類を追加する

*/ public static void add(ItemType[] targetArray,ItemType addItemType){

// 商品種類が入っていない箱をさがして格納する for(int i=0;i<10;i++){

if(targetArray[i] == null){// 入っていない targetArray[i] = addItemType;// 書き込む break;

} } }

例題4-3

(Example4_3.java)

(32)

追加メソッドの変更

前回までのプログラム今回のプログラム

public static void add(ItemType[] targetArray,ItemType addItemType){

// 商品種類が入っていない箱を探して格納する for(int i=0;i<10;i++){

if(targetArray[i] == null){// 入っていない targetArray[i] = addItemType;//書き込む break;

} } }

public static void add(int[] targetArray,int addId){

// 商品種類が入っていない箱を探して格納する for(int i=0;i<10;i++){

if(targetArray[i] == -1){// 入っていない targetArray[i] = addId;// 書き込む

break;

} }

(33)

main メソッドの変更

// 商品種類をインスタンス化する // コーラ

cola.id = 1001;

cola.name = “ コーラ” ; cola.price = 120;

// ソーダ

ItemType soda = new ItemType();

soda.id = 1002;

soda.name = “ ソーダ” ; soda.price = 120;

// お茶

ItemType greentea = new ItemType();

greentea.id = 1003;

greentea.name = “ お茶” ; greentea.price = 120;

まだ３つだからいいけど、

たくさんになったら大変だ。

何とか見やすく方法はないかな？

例題4-3

(Example4_3.java)

(34)

Java の文法復習⑧ コンストラクタ

 コンストラクタを使って読みやすくする // 商品種類をインスタンス化する

// コーラ

cola.id = 1001;

cola.name = “ コーラ” ; cola.price = 120;

// ソーダ

ItemType soda = new ItemType();

soda.id = 1002;

soda.name = “ ソーダ” ; soda.price = 120;

// お茶

ItemType greentea = new ItemType();

greentea.id = 1003;

greentea.name = “ お茶” ; greentea.price = 120;

(35)

コンストラクタ（１）宣言

// 簡単なコンストラクタをつけた ItemType クラス public class ItemType{

int id;

String name;

int price;

public ItemType(){

}

} ☆ クラス名と同じ名前で、メソッドのようなものを宣言します。

☆ メソッドと違って void などの返り値宣言がいりません。（ static もいりません）

同じ名前にすること！

例題4-4 (ItemType.java)

(36)

コンストラクタ（２）引数

// 引数をつけたコンストラクタのある ItemType クラス public class ItemType{

int id;

String name;

int price;

public ItemType(int newId,String newName,int newPrice){

} }

コンストラクタにも引数を書くことができます。

(37)

コンストラクタ（３）代入

// 引数を代入するコンストラクタを持つ ItemType クラス public class ItemType{

int id;

String name;

int price;

id = newId;

name = newName;

price = newPrice;

}

} id,name,price に値が代入されます。

(38)

属性はクラススコープの変数

id と name と price の有効範囲

// 引数を代入するコンストラクタを持つ ItemType クラス public class ItemType{

int id;

String name;

int price;

id = newId;

name = newName;

price = newPrice;

} }

(39)

// コンストラクタを呼び出してインスタンス化する例のプログラム public class Example{

ItemType[] itemTypeArray = new ItemType[10];

ItemType cola = new ItemType(1001,” コーラ” ,120);

add(itemTypeArray, cola);

} … }

コンストラクタ（４）呼び出し

1001 と " コーラ " と 120 が実引数として渡され、

コンストラクタが呼ばれることによって、

できたての cola オブジェクトに変数が既に代入されています

例題4-4

(Example4_4.java)

(40)

もっと簡略化

// 前ページの例を余計な変数を使わないようにしたプログラム public class Example{

add(itemTypeArray, new ItemType(1001,” コーラ” ,120));

}

…} cola という変数をあとで使う必要がないので、

インスタンス化して、そのままメソッドの実引数として使います。

(41)

ここまででできたプログラム

 コンストラクタを使ったリスト

 例題

4-4(ItemType.java)



main()

をコンストラクタを呼び出すこ

とで読みやすくし、追加されているかどうか確認するために、表示メソッドを付け加えたリスト

 例題

4-4(Example4_4.java)

(42)

クラスを利用して

プログラムを分割する

 クラス（オブジェクト）はメソッドも持つことができる

 クラスは変数のほかに、メソッドも複数まとめてセットで取り扱うことができます。

main() add()

display()

… Example クラス

(43)

クラスを利用して

プログラムを分割する



5

つのメソッドをプログラムの意味を考えて分類するとしたらどうなります

か？ _Example{

main();

add();

delete();

search();

display();

}

(44)

商品種類の管理役

Example{

main();

add();

delete();

search();

display();

}

 「商品種類リスト」クラスを作り、商品管理のメソッドを移して、仕事を分担しましょう。_Example{

main();

}

ItemTypeList{

add();

delete();

search();

display();

商品種類リスト (ItemTypeList)}

クラス導入

(45)

導入した ItemTypeList クラス

public class ItemTypeList { // 商品種類を追加するメソッド

public void add(ItemType[] targetArray,ItemType addItemType){

//商品種類が入っていない箱を探す for(int i=0;i<10;i++){

if(targetArray[i] == null){//入っていない targetArray[i] = addItemType;//書き込む break;

} } }

// 商品種類を表示するメソッド

public void display(ItemType[] targetArray){

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

if(targetArray[i] != null){//商品が入っている

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

} } } }

インスタンス化するオブジェクトの

メソッドには

static がいりません

例題4-5

(Example4_5.java)

(46)

メソッドが

main （）だけになった Example

public static void main(String[] args) { //自動販売機プログラムの開始を知らせる

System.out.println("自動販売機が開始しました。 ");

//商品種類を保存するための配列を定義する

//商品種類リストを生成する

ItemTypeList itemTypeList = new ItemTypeList();

//商品種類を追加する

itemTypeList.add(itemTypeArray,new ItemType(1001,"コーラ "));

itemTypeList.add(itemTypeArray,new ItemType(1022,"ソーダ "));

itemTypeList.add(itemTypeArray,new ItemType(1033,"お茶 "));

// 商品種類リストを表示する

itemTypeList.display(itemTypeArray);

} }

インスタンス化されたオブジェクトの

メソッドの呼び出し

オブジェクト名 . メソッド名 ()

例題4-5

(Example4_5.java)

(47)

「クラスとオブジェクト」まとめ

 クラスはオブジェクトを作るための型である

 クラスからオブジェクトが生成される

 雛型がクラスで、実際に値をもつのはオブジェクト

 クラスは変数をまとめたり、メソッドをまとめたりすることができる。

 クラスは変数の型になる

第４回 クラスとインスタン ス