みなさんはクラスというものをどのように思いましたか。クラスはプログラマが独自に定義した「型」です。この「型」を使うことで、いくらでも「オブジェクト」がつくれます。つまり、
クラス名 変数 = new クラス名(あれば引数);
と書くだけで、オブジェクト(インスタンスともいう)が生成され、変数がそのオブジェクトを指すようになるのでした。このような「クラス」の使い方はいろいろありますが、基本的には、「プログラムの部品」(あるいは、オブジェクトを部品と考えると、「部品の設計図」)であると言えるでしょう。
この「部品」はまたプログラム本体とかなり独立なものです。つまり、一度書いたクラスはそのまま別のプログラムでも使えるはずなのです。このように他の部分と比較的独立していて使いまわしが出来るということは「クラス」の大きな長所なのです。
まず、第一に他人と協力してプログラムを組むのに便利です。例えば、動物園のプログラムを書くとしましょう。このとき、クラスとして「熊」や「ライオン」や「象」をそれぞれ別のプログラマが書いて持ちよるということが出来ます。
第二に、自分ひとりでプログラムを書く場合でも、プログラムをつくりやすくなります。俗に「半年前に書いたコードは他人が書いたコードと同じ」と言います。ちょっとプログラムを書くとこれはすぐ実感できるのではないでしょうか。クラスを使えばそうではなくなる...と言うつもりはありません。それでも、プログラムが明白に部品に分けられているので、後で読んでも理解しやすいのです。自分の書いたプログラムが理解しやすいも何もないものだと思うかもしれませんが、実際これは重要です。
前回のおみくじプログラムでは、「おみくじ」をわざわざクラスにした理由はあまりわかりません。しかし、例えば、おみくじと猫が関連したプログラムをつくるならこのクラス「おみくじ」とクラス「猫」をそのまま持ってきて、それらを組み合わせるプログラムを書けばよいのです。
a > b aがbより大
a >= b aがbより大かまたは等しい
a < b aがbより小
a <= b aがbより小かまたは等しい
a == b aとbが等しい //「=」がふたつあることに注意
a != b aとbが等しくない
この「条件」を使ってwhile文というものは次のように書かれます。
while(条件){
処理
}
//WhileSample.java
class WhileSample{
public static void main(String[] args){
int i;
i = 0;
while(i < 100){
System.out.print(i + " "); //見やすさのため数字の後に空白をいれた
i++;
//iを1増やせという意味です。(下を参照)
}
}
}
Fig.1 WhileSampleの実行画面
WhileSampleの説明は次のようになります。
まず整数を入れる変数iが定義され、iに0が代入されます。それから、while文になるわけですが、while文では最初に条件がチェックされます。0は100より小さいので、whileの中の条件「i < 100」が成立し、whileの中カッコの処理が実行されます。
whileの中カッコの中には、まず、System.out.printの文がありますね。これは、System.out.printlnと違って、最後に改行せずに文字列を出力する命令です。これが実行されるとiが画面に出力されるわけですが、それはつまり画面に0と出力されるということです。その後、
「i++;」というものがあります。これは、「iを1増やせ」という意味になるのです。(ちなみに、「i--;」とすると、「iを1減らせ」になります。)ここで覚えてください。これで、iが1増えて1になります。
そして、また、whileの条件「i < 100」が調べられますが、当然、1は100より小さいので条件が成立し、whileの中カッコの処理が実行されます。それは、画面に「1」と出力し、また、「i++;」でiを1増やし、iは2になり、...と続いていくのです。
iが99になって出力された後に「i++;」で1増やされて100となると、「i < 100」の条件が成立しなくなるので、whileの処理は終了します。ちなみにこのような繰り返しをループといい、ループが終わることをループをぬけるなどとも言います。上の例では「iが100になると(プログラムの実行が)ループをぬける」などと言います。
このようなループはプログラミングでは必須なので自分でもいろいろ実験してください。
ところで、Javaでは
int i;
i = 0;
int i = 0; //「iという整数変数を使うがその値をはじめに0にする」という意味
と書くことができます。以下では、このような書き方も使います。ループを実現するには、for文というものもあります。たとえば、WhileSample.javaと同じ動作をするプログラムを、for文を使って次のように書けます。
//ForSample.java
class ForSample{
public static void main(String[] args)
{
int i;
for(i = 0; i <
100; i++){
System.out.print( i +
" "); //見やすさのため数字の後に空白をいれた
}
}
}
forの丸カッコの中は「はじめにiを0として、iが100より小さい間は中カッコの中の処理を実行する。ただし、処理を実行するたびにiを1増やす」という意味になります。これはあれこれ考えるよりこのままの形で覚えてください。例えば、「愛してる」と100回繰り返すプログラムはどうすればよいでしょう。それは、次のようになります。
//ForSample2.java
class ForSample2{
public static void main(String[] args)
{
int i;
for(i = 0; i < 100; i++){
System.out.print("愛してる "); //見やすさのため数字の後に空白をいれた
}
}
}
Fig.2 ForSample2の実行画面(いや、ごくろうさんです)
なお、「iの定義」は、for文の丸カッコの最初のところですることもできます。つまり、
for(int i = 0; i < 100; i++){
System.out.print("愛してる "); //見やすさのため数字の後に空白をいれた
}
のようにfor文を書くこともできるのです。この場合、iはfor文内のみで有効な変数になります。
それでは、ForSample2.javaと同じ動作をするプログラムをwhileを使って書いてみてください。それは、次のようになりますね。
//WhileSample2.java
class WhileSample2{
public static void main(String[] args)
{
int i = 0;
while(i < 100){
System.out.print("愛してる ");
i++;
}
}
}
なぜ、同じことをするのに違うやり方があるのでしょうか?それは、多分、歴史的な理由と、状況によって微妙に使いやすさが異なるという理由のためでしょう。はじめの内は人(本)が使っているのを見てまねていればよいのだと思います。
ところで、もし、次のようなプログラムをコンパイルして実行したらどうなるでしょう。
//エラー
//WhileSample2.java
class WhileSample2{
public static void main(String[] args)
{
int i = 0;
while(i < 100){
System.out.print("愛してる ");
}
}
}
これは無限ループとよばれるもので、プログラムとしては間違いですが、コンパイルできてしまい、しかも、実行もできます。そして、ループからぬけられなくなって、コンピュータは永遠に動き続けるのです。(3本の指を使う強制終了などをすれば普通はとまります。いきまり電源を切るようなことはしないでくださいね。やりかたを知らない人は経験者に聞いてください。ただ、3本指の強制終了で画面が動かなくなることもあります。こういう場合は大変です。したがってこういうことはなるべくしないでください。)
なぜでしょうか。それは、whileの処理でiの値を変えていないので(「i++;」がない)、iはずっと0のままであり、したがってwhileの条件が永遠に成立するからです。このような無限ループは困りものです。
しかし、以下のプログラムをみてください。
//Input100.java
import java.io.*;
class Input100{
public static void main(String[] args) throws IOException{
int i = 0;
while(i != 100){
System.out.println("好きな数字を入力してください。");
BufferedReader br =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str =
br.readLine();
//入力をstrに受け取る
i =
Integer.parseInt(str); //strの文字列を整数に変換したものをxに格納
}
System.out.println("終了しました。");
}
}
Fig.3 Input100の実行画面
whileの丸カッコの中には「!=」がありますね。この意味は「iが100に等しくない限りループを続ける」なのです。もう一度上に書いた「条件」のところを見て考えてみてください。
実は、上のような仕組みをわざと無限ループを使って実現することもあります。それには、while(true)(または、for(;;))というものを使います。こう書くと無限ループになるのです。
そして、無限ループであっても、そうではない普通のループであっても、ループの中で「break;」という命令を実行するとループからぬける(ループを終了する)ということになっています。これを使うとinput100.cppと同じ動作をするプログラムを次のように書くことができるのです。
//Mugenloop.java
import java.io.*;
class Mugenloop{
public static void main(String[] args) throws IOException{
int i = 0;
while(true){
System.out.println("好きな数字を入力してください。");
BufferedReader br =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str =
br.readLine();
//入力をstrに受け取る
i =
Integer.parseInt(str); //strの文字列を整数に変換したものをxに格納
if(i == 100){
break;
}
}
System.out.println("終了しました。");
}
}
このような無限ループはいろいろなところで使えます。たとえば、「大魔王とヒーローの対決ゲーム」で、対決の決着がつくまでゲームを続けるようにすることもできます。しかし、そのためにはもう一つ準備がいるので、次回はその話をしましょう。
そのかわり、ここでは、練習問題をひとつ出します。正解がでるまで同じ質問を繰り返すプログラムを書いてください。...答えは、次のようになるでしょう。
//Quiz.java
import java.io.*;
class Quiz{
public static void main(String[] args) throws IOException{
int i = 0;
while(true){
System.out.println("日本一高い山はどれですか。");
System.out.println("数字を入力してください。");
System.out.println("1.ヒマラヤ 2.富士山 3.ロッキー");
BufferedReader br =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str =
br.readLine();
//入力をstrに受け取る
i =
Integer.parseInt(str); //strの文字列を整数に変換したものをxに格納
if(i == 2){
break;
}
System.out.println("はずれです。");//不正解の場合breakされないので
//この文が実行される。
}
//ループ終了後次の文が実行される。
System.out.println("正解なので終了しました。");
}
}
Fig.4 Quizの実行画面(終了がそっけない...)
この手のプログラムの基本形ですので、よく考えてみてください。
それでは、前回のおみくじクラスを使って「7日(1週間)分のうらないを一度にやる」プログラムを書いてみます。
//OmikujiSample3.java
import java.io.*;
class Omikuji
{
private int un; //ラッキーナンバー
//コンストラクタ
Omikuji() throws IOException{
System.out.println("自分のラッキーナンバー(1〜5)を入力してください。");
BufferedReader br =
new
BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str = br.readLine();
//ユーザから入力を文字列として受け取る
un = Integer.parseInt(str);
//その文字列を整数に変換してunに格納
}
//おみくじを引くメソッド
void hiku(){
int x = (int)(Math.random() * 5) + 1;
//1〜5の乱数を発生させ、xに格納、これが引いたおみくじの番号
System.out.print("あなたの運勢は");
if(x == un){
//xとunが等しければ大吉
System.out.println("大吉ということです。");
}
else{
//xとunが等しくなければ「普通」
System.out.println("並みということです。");
}
}
}
class OmikujiSample3
{
public static void main(String[] args) throws IOException{
Omikuji ok = new Omikuji(); //今日のおみくじ
System.out.println("1週間分の占いです。");
for(int i = 0; i < 7; i++){
System.out.println("今日から" + i + "日後:");
ok.hiku();
}
}
}
前回のOmikujiSample.javaから書き換えたところは、mainの中だけです。
Fig.5 OmikujiSample3の実行画面
残念ながら表示がちょっとさえないですね。これをよくするには、Omikujiを少々書き直す必要が出てきますが、それは「わずか」であるはずです。