Javaプログラミング講習会
第2回
芝浦工業大学 工学部 情報工学科
杉本 徹
2017年3月27日
public class Person {
String familyName; String firstName; int age; public void print() {
System.out.println(familyName + firstName + "さんは" + age + "才です"); }
}
public class Test3 {
public static void main(String[] args) { Person x = new Person(); System.out.println(x.age); x.print(); Person y; System.out.println(y.age); y.print(); } } 前回の復習クイズ： 実行結果はどうなりますか？
復習： Java言語の構成（イメージ図）
①基本部分（データ型，制御構造） ②オブジェクト指向プログラミング ③ライブラリ群（API） Java 学習の手順： ①基本部分のマスター（≒C言語） ②オブジェクト指向の考え方に慣れる ③ライブラリを使いこなせるようになる Application Programming Interface今日の内容
１．ライブラリの使い方（Stringクラス）
２．ライブラリの使い方（リスト処理）
３．ライブラリの使い方（ファイル入出力）
４．ライブラリの使い方（Swing GUI）
１．ライブラリの使い方
（String クラス）
String クラス
• 文字列を１個の「もの」（オブジェクト）として扱うためのクラス – インスタンスの例： “ abc ” ，“日本語”，“3”， “ ”（長さ 0 の文字列） – 注意： null（文字列の不存在）と “ ”（長さ 0 の文字列） は異なる！ • メソッドの紹介 – equals メソッド（等値性の判定） • 使用例： s1.equals(s2) ２つの文字列 s1，s2 が同じ内容ならば true – length メソッド（文字列の長さ（文字数）を返す） • 使用例： s.length() – 例： 文字列 s が “ ” と等しいかどうかの判定法 • s.equals(“ ”) • “ ”.equals(s) • s.length() == 0 どれでもよいString クラス（続き）
• indexOf
メソッド（使用例 s1.indexOf(s2)）
– その文字列中から他の文字列を検索して，もし存在すれ ばその先頭インデックスを，存在しなければ -1 を返す• startsWith
メソッド（使用例 s1.startsWith(s2)）
– その文字列が特定の文字列で始まるかどうかの判定• substring
メソッド（使用例 s1.substring(2, 4)）
– 文字数位置で指定された部分文字列を求めて返す• split メソッド
（使用例 s1.split(“¥t”)）
– 指定した区切り記号によって文字列を分解し，その結果 を配列に格納して返す演習1： String クラスのメソッドに慣れる
public class Test5 {public static void main(String[] args) { String s1 = "芝浦工業大学"; String s2 = "芝浦"; System.out.println(s1.length()); System.out.println(s2.length()); System.out.println(s1.indexOf("工業")); System.out.println(s2.indexOf("工業")); System.out.println(s1.startsWith(s2)); System.out.println(s1.substring(2, 4)); System.out.println(s1.substring(2)); System.out.println(s1.substring(0, 2).equals(s2)); System.out.println(s1.substring(0, 2) == s2); String[] split = “This is a pen".split(" "); for (int i = 0; i < split.length; i++) { System.out.println(split[i]); }
} }
演習1a： String クラスのメソッドの応用
public class Test5a {
public static void main(String[] args) { String s1 = "芝浦工業大学"; String s2 = “英語ではSIT"; s1 = reverse(s1); s2 = reverse(s2); System.out.println(s1); // “業大学芝浦工” と出力される System.out.println(s2); // “はSIT英語で” と出力される }
public static String reverse(String s) { // ここにプログラムを書く } } • 以下のプログラムにおける reverseメソッドを完成しなさい。
２．ライブラリの使い方
（リスト処理）
リスト（List）とは？
• （同じ型の）オブジェクトを並べたもの
• 配列と似ているが，後から要素を自由に追加
したり削除したりできる点が異なる ⇒ 便利！
“A” “B” “C” “D” “A” “C” “A” “B” “C” 例： 文字列のリスト List<String> 要素を追加する add(“D”) 要素を削除する remove(“B”)リストと配列の比較
※ 注： 基本型（intなど）の値を要素として代入することは可能 例： List<Integer> l = new ArrayList<Integer>(); l.add(123);リスト 配列 要素の型 最初に指定（オブジェクト型のみ） ※注 最初に指定（基本型，オブジェクト型） 要素の個数 後から自由に要素の追加・削除が可能 固定（配列オブジェクト初期化時に指定） 使用の準備 import java.util.* ―
型名 例： List<String> 例： String[]
初期化 new ArrayList<String>() new String[10]
要素の参照 例： l.get(3) 例： a[3]
要素数を求める 例： l.size() 例： a.length
リストの使い方（例）
• 宣言，初期化：
List<String> l = new ArrayList<String>();• 要素の追加：
l.add(“A”); l.add(挿入位置, “A”)
• 要素の削除：
l.remove(“B”); l.remove(削除位置);
• 値の参照：
l.get(参照したい位置);
• リストの全要素にわたる繰り返し処理
– 方法１（配列風）：for (int i = 0; i < l.size(); i++) { ・・・ l.get(i) ・・・ }
– 方法２（Java 5 で導入された拡張for文を使用） for (String s : l) { ・・・ s ・・・ } – 他にも Iterator を用いる方法がある
その他の便利なメソッド
• java.util.List に用意されたメソッド
– ある値がリストに含まれるか検査
l.contains(値)
– ある値の出現位置を求める
l.indexOf(値)
• java.util.Collections に用意されたメソッド
– 要素のソート
Collections.sort(リスト)
– 他に，要素の置換，並べ替え，最大値抽出，出現
回数カウントなどのメソッドが用意されている
演習2： List の使い方に慣れる
• 課題１： リスト l から “is” を削除し，”pencil” を追加（remove, add メソッド） • 課題２： リスト l に “pen” という要素が含まれているか検査（containsメソッド） • 課題３： リスト l をアルファベット順にソート（Collections.sort メソッド）
import java.util.*; public class Test6 {
public static void main(String[] args) {
List<String> l = new ArrayList<String>(); l.add("This");
l.add("is"); l.add("a"); l.add("pen");
for (int i = 0; i < l.size(); i++) {
System.out.println(l.get(i)); } for (String s : l) { System.out.println(s); } } }
参考： 歴史的なメモ
• Vector クラス
– 古くからある．最近はあまり使われない
• Collection ライブラリ（List, Set, Map など）
– Java 1.2 から導入された強力なライブラリ
• Java 5 からの新機能
– List の要素の型を指定できるようになった
• 以前は単に「List」 ⇒ Java 5 からは「List<String>」– 拡張 for文
– auto boxing/unboxing （基本型も使いやすく）
参考： マップ（Map）の利用
• Map<型1, 型2>
型1のオブジェクトと型2の
オブジェクトの対応関係（写像）を表す
• 例：
メソッド put(key, value) 指定したキー key に， 指定した値 value を 対応づける メソッド get(key) 指定してキー key に対 応づけられた値を返す 国名（String） 都市名（String） “日本” “韓国” “中国” … “東京” “ソウル” “北京” …参考： Mapを使ったプログラム例
import java.util.*;public class Test {
public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); map.put("日本", "東京");
map.put("韓国", "ソウル"); map.put("中国", "北京");
System.out.println("日本の首都は" + map.get("日本"));
for (String str : map.keySet()) {
System.out.println(str + "の首都は" + map.get(str)); }
} }
３．ライブラリの使い方
（ファイル入出力）
ファイル入出力： Ｃ言語との比較
Ｃ言語
Java
ファイルを表す データ構造 FILE構造体 File クラス， InputStream, Reader OutputStream, Writer ファイルを開く fopen関数 new演算子 データの 読み書き fprintf, fscanfなど Reader，Writer クラスのメソッド ファイルを閉じる fclose関数 closeメソッドJava におけるファイル入出力法
• 一般に，入出力は「ストリーム」という概念によって統一的に 扱われる • 入出力のための一般的な手順 1. 入力元（出力先）を表すオブジェクトの作成 2. データの通信路となる InputStream（OutputStream）オブジェクトの作成 3. 入出力に便利なメソッドを備えた Reader（Writer）オブジェクトの作成 4. 付加的な機能を実現する BufferedReader，PrintWriter などの作成 5. 入出力メソッドの実行 プログラム 標準入力 ファイル プロセス ソケット インターネット 標準出力 ファイル プロセス ソケット 入力ストリーム 出力ストリームファイル入出力の手順
• 入力手順
1. 入力ファイル名を指定し，FileInputStream を作成 2. InputStreamReader を作成 3. BufferedReader を作成 4. 入力の実行（readLineメソッドなど）• 出力手順
1. 出力ファイル名を指定し，FileOutputStream を作成 2. OutputStreamWriter を作成 3. BufferedWriter を作成 4. （PrintWriter を作成） 5. 出力の実行（writeメソッド, printlnメソッドなど） FileReaderクラスで代用可能 FileWriterクラスで代用可能参考： その他の入出力の例
• プロセス間通信（例：入力の場合）
– Process オブジェクト → InputStream の作成 →
InputStreamReader の作成 → BufferedReader
の作成 → データ入力の実行
• ネットワーク通信（例：URLを指定しての受信）
– URL オブジェクト → InputStream の作成 →
InputStreamReader の作成 → BufferedReader
の作成 → データ入力の実行
演習3：文書検索
• 指定されたテキストファイルからデータを読み込み，
特定の文字列を含む行のみを別のファイルに出力
するプログラムを作る
• ファイルを置く場所： プロジェクトフォルダの中
• まず次のページのプログラムを打ち込んでみよう
• 説明： try ～ catch 例外処理
– ファイル処理など不測の事態が起こる可能性がある処理 を行う時は，try ～ catch 節を用いて例外時の処理方法 を定義しておく必要がある• プログラムを改良し，searchWord を含む行のみを
出力するように変えてみよう
import java.io.*; public class Test7 {
public static void main(String[] args) { String inputFileName = "bocchan.txt"; String outputFileName = "output.txt"; String searchWord = "授業"; try {
BufferedReader br = new BufferedReader(
new FileReader(inputFileName)); PrintWriter pw = new PrintWriter(new BufferedWriter( new FileWriter(outputFileName))); String line;
while ((line = br.readLine()) != null) { pw.println(line);
} br.close(); pw.close();
} catch (IOException ex) { ex.printStackTrace(); } } }
補足説明
• 前ページのプログラムで，ファイルから入力した文字列
が文字化けする場合は，次のように変更する．
– 変更前： new FileReader(ファイル名)– 変更後： new InputStreamReader(new FileInputStream( ファイル名), "JISAutoDetect")
• ファイルへの出力の際，出力する文字コードの種類を
指定したい場合は，次のように変更する．
– 変更前： new FileWriter(ファイル名) – 変更後： new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(ファイル名), 文字コード種類)文字コード種類："Shift_JIS", "EUC_JP", "UTF-8" など
４．ライブラリの使い方
（Swing GUI）
Javaにおける GUI プログラミング
• GUI 部品
– ボタン，テキストフィールド，メニューなど• イベントドリブンプログラミング
– ユーザのマウス操作やキーボード入力（イベント）を待ち受 けて，イベントが発生した時にそのイベントの種類に応じて 定義しておいた処理（メソッド）が起動されるようにする• Swing ライブラリ
– 使い勝手のよい GUI ライブラリ群 • 他に awt というより基本的なライブラリ群もある• Eclipse の VisualEditor
– GUI のデザインを視覚的に確認しながら行えるツールSwing GUI部品の例
• JFrame
• JButton
• JLabel
• JTextField, JTextArea
• JCheckBox, JRadioBox
• JTable, JTree
• JPanel, JScrollPane
• JMenuBar, JToolBar など
演習4： Swing GUI を使ったサンプル
import javax.swing.*; import java.awt.*; import java.awt.event.*;public class Frame1 extends JFrame { JLabel label1, label2;
JTextField inputField1, inputField2; JButton button1;
JTextArea outputArea; public Frame1() {
setTitle("フレームのテスト"); setBounds(300, 100, 400, 400); label1 = new JLabel("苗字", JLabel.RIGHT); label2 = new JLabel("名前", JLabel.RIGHT); inputField1 = new JTextField();
inputField2 = new JTextField(); button1 = new JButton("表示"); outputArea = new JTextArea();
コンストラクタ （初期化メソッド） 部品の 変数宣言 部品の生成 既存のフレーム（JFrame） クラスを拡張して今回の フレームをクラス定義する 関連するクラス群を 参照するように指定
JPanel panel1 = new JPanel(); panel1.setLayout(new GridLayout(2, 1)); panel1.add(label1);
panel1.add(label2); JPanel panel2 = new JPanel(); panel2.setLayout(new GridLayout(2, 1)); panel2.add(inputField1);
panel2.add(inputField2); JPanel panel3 = new JPanel(); panel3.setLayout(new GridLayout(1, 3)); panel3.add(panel1);
panel3.add(panel2); panel3.add(button1);
JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(outputArea); Container contentPane = getContentPane(); contentPane.setLayout(new BorderLayout()); contentPane.add("North", panel3); contentPane.add("Center", scrollPane); パネル（複 数の部品 を入れられ る入れ物） を使って， レイアウト を組み立て ていく フレーム 自身の内 容を設定 setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); button1.addActionListener ( new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
outputArea.append("苗字は" + inputField1.getText() + "¥n"); outputArea.append("名前は" + inputField2.getText() + "¥n"); }
} ); }
public static void main(String[] args) {
Frame1 f = new Frame1(); // フレームの新規作成（初期化） f.setVisible(true); // 画面上に見えるようにする } } ウィンドウが閉じられた 時にプログラムも終了 するようにする 「button1 を押す」というイベントが 発生した時の処理方法の定義
