第 11 回 アプリケーションの 構成

第 11 回　アプリケーションの 構成

～ CUI

学習目標









11.1 プログラムの仕様を決め る

 11.1.1

自動販売機アプリケーション

 CUI(Character User Interface)

自動販売機アプリケーションの構築

>

[1]

[2]

[3]

>

100

どのようなアプリケーションを作るの？

プログラムの仕様^{を決めよう}

11.1.1

自動販売機が提供するサービ ス



自動販売機が提供するサービ ス











目的の階層構造





 商品種類を追加する

 商品種類を削除する

 取扱っている商品種類を確認する



 商品を補充する

 在庫を確認する

商品を購入する





 金を投入する

 商品を選択する

 商品を受け取る

 おつりを受け取る

今度は少し詳しく目的を書いてみよう

商品を購入する（詳細）

 商品を購入する

 金を投入する

 投入金勘定に金を追加する

 商品を選択する



Id

 商品を受け取る

 商品種類を検索する

 商品保管庫を取得する

 商品保管庫から商品を取り出す

 商品を表示する

 おつりを受け取る

 おつりを計算する

 おつりを表示する

 投入金勘定をリセットする

階層が深くなるにつれ、

目的が手段に近くなる

（細かくなりすぎないよう 分かりにくくならない程度 まで書けばよい）

1.2 オブジェクトの構造を考 える

 11.2.1

 11.2.2

には

 11.2.3

ための実装

11.2.1 これまで 作ったプログラム





 商品種類を追加する

 商品種類を削除する

 取扱っている商品種類を確認する



 商品を補充する

 在庫を確認する

い ま まで 作 っ たプ ロ グラ ム を つ な げれ ば で きる は ず

① 商品種類管理プログラム

商品種類 - 商品番号 - 商品名 - 価格

商品種類リスト + 追加 ()

+ 削除 () 1

0..n 1 0..n

リスト

A

：商品種類リスト 種類

A

商品番号

=1001

=

価格

=120

種類

C

=1004

=DD

B

商品番号

=1002

=

価格

=120

クラス図

インスタンス図

② 商品管理プログラム

商品保管庫

+

( ) +

( )

-

0. . n 1

0. . n 1

保管庫

A :

A

製造年月日

=2002/1/21

商品

B

=2002/1/22

商品

C

=2002/1/23

クラス図

インスタンス図

11.2.2 オブジェクト の構造をつなげるには



日付だけでは

どのような種類か わからない

商品保管庫

+

( ) +

( )

-

0. . n 1

0. . n 1

保管庫

A :

A

製造年月日

=2002/1/21

商品

B

=2002/1/22

商品

C

=2002/1/23

クラス図

インスタンス図

解決案Ⅰ



商品保管庫 + 追加 ()

+ 削除 () 　商品　

- 商品名 - 価格

- 製造年月日

保管庫

A :

商品A：商品 商品名=コーラ

価格=120

製造年月日=2002/1/21 商品B：商品 商品名=コーラ

価格=120

製造年月日=2002/1/22 商品C：商品 商品名=ソーダ

価格=120

製造年月日=2002/1/23

クラス図

インスタンス図

解決案Ⅱ



商品保管庫 + 追加 () + 削除 () 商品

- 製造年月日

0..

n

n

- 商品番号 - 商品名 - 価格

保管庫

A :

A

製造年月日

=2002/1/21

商品

B

=2002/1/22

商品

C

=2002/1/23

A

商品番号

=1001

=

価格

=120

B

商品番号

=1002

=

価格

=120

どちらがよい解決法か？







ポイントⅠ





 商品からある名前の商品をすべて検索して、す べて書き換える必要がある



 商品種類一ヶ所ですむ

ポイントⅡ







 その種類の商品がなくなってしまった場合、売 り切れなのか、それとも取り扱っていないのか 区別する必要があるか

自動販売機の場合、

「商品」も「商品種類」も別の意味を持っている

→ 意味ごとにまとめてカタマリに

② 商品種類と

商品保管庫の関係





保管庫

A :

A

製造年月日

=2002/1/21

コーラ

B

=2002/1/22

ソーダ

A

=2002/1/23

解決案



コーラ保管庫

:

A

製造年月日

=2002/1/21

コーラ

B

=2002/1/22

ソーダ

A

=2002/1/23

ソーダ保管庫

:

種類

A

=1001

=

価格

=120

種類

B

=1002

=

価格

=120

２つのプログラムの結合





コーラ保管庫

:

A

製造年月日

=2002/1/21

コーラ

B

=2002/1/22

ソーダ

A

=2002/1/23

ソーダ保管庫

:

種類

A

=1001

=

価格

=120

種類

B

=1002

=

価格

=120

リスト

A

:

解答例

商品

-

商品種類リスト

+

( )

+

( ) +

( ) +

( )

-

-

-

1 0. . n

1

0. . n 1

0. . n 1

商品保管庫

+

( )

+

( ) +

( )

0. . n 1 0. . n

1 1

1 1

1

0. . n

11.2.3 オブジェクト

の構造を構築するための実装







商品

-

商品種類リスト

+

( )

+

( ) +

( ) +

( )

-

-

-

1 0. . n

1

0. . n 1

0. . n 1

商品保管庫

+

( )

+

( ) +

( )

0. . n 1 0. . n

1 1

1 1

1

0. . n

① 商品と商品種類

商品 - 製造年月日 商品種類

- 商品番号 - 商品名 - 価格

商品

A

=2002/1/21

商品

B

=2002/1/22

商品

C

=2002/1/23

A

商品番号

=1001

=

価格

=120

B

商品番号

=1002

=

価格

=120

クラス図

インスタンス図

① 商品と商品種類

// 商品クラス（抜粋）

public class Item {

private String date;//

private ItemType itemType;// 商品に対応する商品種類 // コンストラクタ

public Item(String newDate,ItemType newItemType) {

date = newDate;

itemType = newItemType;

}

//

return itemType;

} }

参照を追加

コンストラクタで 参照を設定

取得メソッドを追加

例題

11-1

(Item.java)

② 商品保管庫と商品種類

コーラ保管庫

:

ソーダ保管庫

:

種類

A

=1001

=

価格

=120

種類

B

=1002

=

価格

=120

商品種類

-

-

-

+

() +

()

+

() 1 1 1 1

クラス図

インスタンス図

② 商品保管庫と商品種類

// 商品種類クラス（抜粋）

public class ItemType {

private int id; //

private String name; //

private ItemStock itemStock; //この種類の商品だけを格納する商品保管庫 // コンストラクタ

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

name = newName;

price = newPrice;

id = newID;

itemStock = new ItemStock();

}

//商品保管庫を取得する

public ItemStock getItemStock(){

return itemStock;

} }

コンストラクタで 保管庫を生成

例題

11-1

(ItemType.java)

③ 既につながっている部分





商品保管庫

+

( ) +

( )

-

0. . n 1

0. . n 1

保管庫

A :

A

製造年月日

=2002/1/21

商品

B

=2002/1/22

商品

C

=2002/1/23

クラス図

インスタンス図

③ 既につながっている部分





 配列や連結リストを使って実装した



 前回にスタックを利用して実装した

④ 関連の実装　まとめ

 1

1

 参照で実装

 コンストラクタで設定、または生成

 設定メソッドを用意しても良い

 取得メソッドを実装

 1

 配列や、連結リストを使って実装

 方法はその他いろいろある

 追加、削除メソッドを実装



 双方向の参照を持つにはどうすればよいか

11.3 オブジェクト

の構造を構築、操作する

 11.3.1

作するプログラム







 11.3.2





11.3.1 オブジェクトの

構造を構築･操作するプログラ ム



/*** 商品種類の管理、商品の管理、商品の販売を行うプログラム

*/

public class Example11_1 {

public static void main(String[] args) {

ItemTypeList itemTypeList = new ItemTypeList(); //

Account account = new Account(); //

// 商品種類を追加

itemTypeList.add(new ItemType("cola",120,1001)); //

itemTypeList.add(new ItemType("soda",120,1002)); //

種類A：商品種類 商品番号=1001 商品名=コーラ

価格=120

種類B：商品種類 商品番号=1002 商品名=ソーダ

価格=120

コーラ保管庫

:

:

リスト

A :

例題

11-1

(Example11_1.java)

「

A

② 商品を生成して、補充する

　 // コーラ在庫を追加 // コーラの保管庫を取得

ItemStock colaStock;//

colaItemType = itemTypeList.search(1001); //コーラ商品種類を検索 colaStock = colaItemType.getItemStock();//コーラ保管庫を取得 // コーラを補充

colaStock.supply(new Item("2002/04/28",colaItemType));

colaStock.supply(new Item("2002/04/29",colaItemType));

例題

11-1

(Example11_1.java)

「

B

種類A：商品種類 商品番号=1001 商品名=コーラ

価格=120

種類B：商品種類 商品番号=1002 商品名=ソーダ

価格=120

コーラ保管庫

:

:

リスト

A :

商品A：商品 製造年月日=2002/1/21 商品B：商品

製造年月日=2002/1/22

//商品を購入する //金を投入する

account.insert(new Money(100)); //100円投入 account.insert(new Money(50)); //50円投入        

//商品を選択する int id = 1001;//コーラ       

//商品を受け取る //商品を取り出す

colaItemType = itemTypeList.search(id);//商品種類を検索 colaStock = colaItemType.getItemStock();//保管庫を取得 Item item = colaStock.takeout(); //商品を一つ取り出す        

System.out.println("製造年月日が"+item.getDate()

+"の"+item.getItemType().getName()+"を購入しました");

//おつりを受け取る int amount;//投入総額

amount = account.getAmount();

int change;//おつり

change = amount - item.getItemType().getPrice();

account.reset();//投入金勘定を空にする       

System.out.println("おつりは"+change+"円です");

}

③ 金を投入し、商品を購入す る

例題

11-1

(Example11_1.java)

「

C

＜練習問題＞

インスタンスの構造 を書いてみよう

//商品を購入する //金を投入する

account.insert(new Money(100)); //100円投入 account.insert(new Money(50)); //50円投入        

//商品を選択する int id = 1001;//コーラ       

//商品を受け取る //商品を取り出す

colaItemType = itemTypeList.search(id);//商品種類を検索 colaStock = colaItemType.getItemStock();//保管庫を取得 Item item = colaStock.takeout(); //商品を一つ取り出す        

System.out.println("製造年月日が"+item.getDate()

+"の"+item.getItemType().getName()+"を購入しました");

//おつりを受け取る int amount;//投入総額

amount = account.getAmount();

int change;//おつり

change = amount - item.getItemType().getPrice();

account.reset();//投入金勘定を空にする       

解答例 1

種類A：商品種類 商品番号=1001 商品名=コーラ

価格=120

種類B：商品種類 商品番号=1002 商品名=ソーダ

価格=120

コーラ保管庫

:

:

リスト

A :

商品B：商品 製造年月日=2002/1/22

例題

11-1

(Example11_1.java)

「

C

解答例 2 勘定の変遷

投入金勘定

:

金A：金 値=100

100

投入金勘定

:

金B：金 値=50 金A：金

値=100

50

投入金勘定

:

購入後

12.3.2 シーケンス図



ex)

シーケンス図

種類A：商品種類 商品番号=1001 商品名=コーラ

価格=120

種類B：商品種類 商品番号=1002 商品名=ソーダ

価格=120

コーラ保管庫

:

:

リスト

A

:

① 記法

Exampl e11_1 ソーダ保管庫 :

商品保管庫

: 商品種類リ

スト コーラ : 商品

種類 ソーダ : 商品

: 種類 コーラ保管庫

商品保管庫

( )

追加 コーラ 商品種類を追加する

生成

生成

生成 生成

( )

追加 ソーダ

時 間軸

インスタンス

(

:

)

メッセージのやり取り

(

)

② シーケンス図例

（

1

Exampl e11_1 商品を補充する

: 商品種類リ

スト コーラ : 商品

種類 商品4/ 28 : 商

品 商品4/ 29 : 商

: 品 コーラ保管庫

商品保管庫 ( 1001)

検索

保管庫取得( )

( )

生成 コーラ

( 4/ 28)

追加 商品

( )

生成 コーラ

( 4/ 29)

追加 商品

（

2

Exampl e11_1 商品を補充する

: 商品種類リ

スト コーラ : 商品

種類 商品4/ 28 : 商

品 商品4/ 29 : 商

: 品 コーラ保管庫

商品保管庫 ( 1001)

検索

保管庫取得( )

( )

生成 コーラ

( 4/ 28)

追加 商品

( )

生成 コーラ

( 4/ 29)

追加 商品

（

3



（

3

:

Exampl e11_1 100 : 円 金 50 : 円 金 : 勘定 : 商品種類リ

スト コーラ : 商品

種類 コーラ保管庫 :

商品保管庫 コーラA : 商 品 生成

( 100 ) 追加 円 生成

( 50 ) 追加 円

( 1001) 検索

保管庫取得( )

商品取り出し( )

製造年月日取得( ) 総額取得( )

リセット( )

シーケンス図で明らかになる こと



シーケンス図の利点



 クラス図、オブジェクト図では明らかでない動的 な変化を追える





 そのオブジェクトがどのようなメッセージを受け ているのか

1.4 CUI アプリケーションの構 築









1.4 CUI アプリケーションの構 築



//メインメニュー（CUIVMApp.java(11_2)から抜粋）

public void mainMenu(){

//無限ループ while(true){

//ユーザが自動販売機を利用する目的を選ぶ

System.out.println("メインメニュー:(1,自動販売機の管理をする 2,自動販売機を利用する q,自動販売機の終了)");

String input = Input.getInput();

//選ばれた目的を実行する

if (input.equals("1")){ //自動販売機の管理をする adminApp.adminMenu();

}else if(input.equals("2")){ //自動販売機を利用する userApp.userMenu();

}else if(input.equals("q")){ //自動販売機の終了 System.exit(0);

} }

例題

11-2

(CUIVMApp.java)

① メニューの構成

メインメニュー

管理者メニュー

ユーザメニュー

② プログラムの構成

Example11_2 CUIVMApp

mainMenu() main()

CUIAdminApp

adminMenu() addItemType() addItem()

…

CUIUserApp

userMenu() insertCoin()

selectItemType()

…

起動役を分離する



Example11_2 CUIVMApp

mainMenu() main()

起動役 本体

③ クラス図



 関連をたどることによって、すべてのオブジェ クトにたどり着け、構造を変化させることが可 能

商品 - 製造年月日

商品保管庫 + 追加( ) + 削除( )

0. . n 1

0. . n 1

金 - 価値

勘定 + 追加( ) + 削除( )

商品種類 - 名前 - 商品番号 - 価格

CUI User App

商品種類リスト + 追加( ) + 削除( ) 1

0. . n 1

0. . n

CUI AdminApp

④ ソース

 Example11_2.java

 CUIVMApp.java

 CUIAdminApp.java

 CUIUserApp.java

 UserApp