pi-17. プログラム設計

pi-17. プログラム設計 トピックス：クラス定義，クラス階層，継承， UML のクラス図 URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html （Java の基本，スライド資料とプログラム例） 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html

アウトライン 番号 項目 復習 17-1 クラス定義，クラス階層，継承 17-2 UML のクラス図 17-3 UML のクラス図に関する実演・演習 17-4 UML のクラス図からの Java プログラム 作成 各自、資料を読み返したり、課題に取り組んだりも行う この授業では、Java を用いて基礎を学び、マスターする 2

Java などのプログラミング言語の体 験，演習ができるオンラインサービス GDB online http://www.pythontutor.com/ オンラインなので、「秘密にしたいプログラム」を 扱うには十分な注意が必要 3

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GDB online で Java を動かす手順 ① ウェブブラウザを起動する ② 次の URL を開く https://www.onlinegdb.com 4

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③ 「Language」のところで，「Java」を選ぶ 5

④ ソースコードを入れる ⑤ 実行．実行結果を確認 「Run」をクリック． 6

17-1. クラス定義，クラス階層， 継承 7

Java のデータの種類 ・基本データ データの種類 基本データ型 サイズ 整数 byte 8 bit short 16 bit int 32 bit long 64 bit float 32 bit double 64 bit 文字 char 16 bit true/false boolean 浮動小数 ・基本データの配列 ・クラスに属するオブジェクト: String クラスなど多種 8

クラス定義 クラス定義の中には，属性の定義（属性名とデータ 型），コンストラクタの定義，その他メソッドの定 義を含める． オブジェクトの生成を行うメソッドのことを コンストラクタという 9

クラス階層 クラス階層とは，複数のクラスが親子 関係をなすこと クラスA 親 子 クラスB 親 子 クラスC 親 子 クラスD 10

継承 • 継承とは，スーパークラスの属性とメソッドをサブ クラスが受け継ぐこと 11

クラスの類似性 • 類似した２つのクラス Ball 属性 Circle 属性 x x y y color メソッド x, y, color は同じ r の有り無しが 違う color r move move reset reset メソッドの名前も 中身も全く同じとする 12

クラスの親子関係 class Ball { double x; double y; String color; public Ball(double x, double y, String color) { this.x = x; this.y = y; this.color = color; } public void move(double xx, double yy) { this.x = this.x + xx; this.y = this.y + yy; } public void reset() { this.x = x; this.y = y; } } クラス名 Ball class Circle extends Ball { double r; public Circle(double x, double y, String color, double r) { supUML(x, y, color); this.r = r; } } クラス名 Circle 属性 x, y, color, r メソッド move, reset クラス Circle は，親クラスで あるクラス Ball の属性とメ ソッドを継承する． 属性 x, y, color メソッド move, reset 13

17-2. UML のクラス図 14

UML のクラス図 • プログラム（ソースコード）に関する設計図の書き方の１つ • クラスと相互関係，クラスの属性，クラスの操作を書く クラス クラス クラス名 属性 操作 クラス クラス 15

UML • UML は，Unified Modeling Language のこと • モデリング（構造や，振る舞いや，インタラク ション）の書き方（表現）の方法を統一すること 16

問いかけ • クラスの相互関係には何があるのでしょうか？ 親クラス・子クラス 関連: あるクラスが，別の クラスの振る舞いや属性を呼び出す 17

親クラス・子クラス 親クラス 三角の矢印 子クラス 18

関連 「人」についてのデータ処理をするとき， 「住所」の属性や振る舞いを呼び出す場合がある ・「住んでいる」：呼び出す理由 ・「0..1」や「1」：関連の多重度 19

関連の多重度 人 住所 ・１人の「人」には，住所は１つ ・住所は 誰もいなくなっても（引っ越しなど） 記録は残す．同居で複数人いても記録は まとめない 20

クラス クラス名 属性 操作 ・クラスがどういう 役割を担うか ・メソッド名とタイプ を 「move: void」 のように書くことも 21

UMLの特徴 • UML では，書き方（表現）の方法を統一するので， 「人によって書き方の方法が違う」，「使用する プログラミング言語によって書き方の方法が違 う」ということがない • クラス，パッケージ，オブジェクト，アクティビ ティ，ユースケース，ステートチャート，シーケ ンス，コラボレーションの書き方（表現）の書き 方が統一される ※ この授業では，UMLのクラス図の演習を実施 22

17-3. UML のクラス図に関する実 演・演習 23

演習 資料：25 ～ 26 【トピックス】 • UMLのクラス図 24

オンラインのサイト www.draw.io • https://www.draw.io/ • チャート、設計図等を作成できるオンラインのサ イト • さまざまなシェイプ (Shape) を組み合わせて、 チャート、設計図を作成 • 画像（PNG, JPEG など）、PDFファイル形式、 XML形式でのエクスポート機能もある 25

• https://www.draw.io/

起動までの手順 • Webブラウザで開く https://www.draw.io • 保存先が設定できる．保存する必要がないので 「Decide latet」を選ぶ 26

• https://www.draw.io/

次のような画面が出ることがある（初めて使用す るときなど） • 新規作成したいので「Create New Diagram」を選ぶ • 種類は「Brank Diagram」を選び、「Create」をクリック 27

メニュー ボタン 編集画面 選択した シェイプの プロパティ シェイプの種類 28

全選択： CTRL + A （同時押し） ※ CTRL は「コントロールキー」 削除： メニューの「Edit」の「Delete」 29

アンドゥ：メニューの「Edit」の「Undo」 30

UML図のためのシェイプは「UML」の下 展開 ボタン スクロール 31

UML図のためのシェイプは「UML」の下 クラス 「３段の四角」が使いやすい 32

親クラス・子クラス 種類を選ぶ マウスで線を引く 33

UML図のためのシェイプは「UML」の下 関連 「Association 1」が使いやすい 「0..1」や「1」は キーボードで入れる 「+」, 「Text」と操作し 「住んでいる」は， キーボードで入れる 34

属性を減らすときは、属 性を選び 右クリックメニューで 属性を増やすときは、属 性を選び 右クリックメニューで 「Duplicate」 「Delete」 テキストの 場所は，マウスで 移動できる 35

次のクラス図を作成しなさい 36

17-4. UML のクラス図からの Java プログラム作成 37

演習 資料：39 ～ 43 【トピックス】 • UMLのクラス図 • プログラム作成 38

次のクラス図の Java プログラムを演習 39

① GDB online のエディタで，次のプログラムを入れる Address クラス定義 40

② 続けて，次のように入れる Person クラス定義 41

③ 続けて，次のように入れる Student クラス定義 42

④ 続けて，次のように入れ，実行し，実行結果を確認する 43

関連ページ • Java プログラミング入門 GDB online を使用 https://www.kkaneko.jp/pro/ji/index.html • Java の基本 Java Tutor, GDB online を使用 https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html • Java プログラム例 https://www.kkaneko.jp/pro/java/index.html 44

• https://www.kkaneko.jp/pro/ji/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html
• https://www.kkaneko.jp/pro/java/index.html