pi-3. 式の抽象化とメソッド

pi-3. 式の抽象化とメ ソッド トピックス：式，変数，式の抽象化とメソッド， メソッド呼び出し 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

全体まとめ • 抽象化は ：変数を使って，複数の式を１つにまと めることなど 100 * 1.1 a * 1.1 150 * 1.1 400 * 1.1 類似した複数の式 変数 a を使って，複数 の式を１つにまとめる （抽象化） • メソッド呼び出し：ジャンプ，変数の生成と消去 が自動で行われる 2

アウトライン 番号 項目 復習 3-1 式，変数 3-2 式の抽象化とメソッド 3-3 メソッド呼び出し 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 3

ソースコード (source code) • プログラムを，何らかのプログラミング言語 で書いたもの • 「ソフトウエアの設計図」ということも． 人間も読み書き，編集できる public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { int x = 100; int y = 200; System.out.println(x + y); } } 100 × 200 を計算する Java 言語プログラム 4

オブジェクトとメソッド hero.moveDown() hero オブジェクト moveDown() メソッド 間を「.」で区切っている • メソッド: オブジェクトに属する操作や処理． • メソッド呼び出しでは，引数を指定することがある．引数 （ひきすう）は，メソッドに渡す値のこと hero.attack("fence", 36, 26) 5

Java プログラムの書き方 プログラムの例 x = 100 a = x + 200 enermy1 = hero.findNearestEnemy() hero.attack(enemy1) • 代入：オブジェクト名 ＋ 「=」 ＋ 式または値またはメソッド呼び出し • メソッドアクセス：オブジェクト名 ＋ 「.」 ＋ メソッド名 ＋「()」 （引数を付けることも） その他，属性アクセス，関数呼び出し，制御，「*」, 「+」などの演算子，コマンド，定義など 6

Java Tutor の起動 ① ウェブブラウザを起動する ② Java Tutor を使いたいので，次の URL を開く http://www.pythontutor.com/ ③ 「Java」をクリック ⇒ 編集画面が開く 7

• http://www.pythontutor.com/

Java Tutor でのプログラム実行手順 (1)「Visualize Execution」をク リックして実行画面に切り替える (2)「Last」をクリック． (4)「Edit this code」をク (3) 実行結果を確認する． リックして編集画面に戻る 8

Java Tutor 使用上の注意点① • 実行画面で，次のような赤の表示が出ることがある → 無視してよい 過去の文法ミスに関する確認表示 邪魔なときは「Close」 9

Java Tutor 使用上の注意点② 「please wait ... executing」のとき，１０秒ほど待つ． → 混雑しているときは， 「Server Busy・・・」 というメッセージが出ることがある． 混雑している．少し（数秒から数十秒）待つと自 動で表示が変わる（変わらない場合には，操作を もう一度行ってみる） 10

3-1. 式，変数 11

式の実行結果 式の実行結果として，値が得られる プログラム 実行結果 12

変数 • 名前の付いたオブジェクトのことを変数という 場合がある（数学の変数とは違う意味） • 式の中に変数を含めることができる 実行結果 プログラム 13

代入 • 代入：プログラムで，「x = 100」のように書く と，x の値が 100 に変化する プログラム 実行結果 14

演習 資料：16 ～ 19 【トピックス】 • 式と変数 15

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { int x = 100; int y = 200; System.out.println(x + y); } } 結果の 「300」を確認 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 16

② Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { int x = 100; int y = 200; System.out.println(x * y); } } 結果の 「20000」を確認 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 17

③ Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { int x = 100; int y = 200; System.out.println((x + 10) * y); } } 結果の 「22000」を確認 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 18

④ Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する 底辺が２．５で，高さが５のとき， 三角形の面積は，面積： ６．２５ public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { double teihen = 2.5; double takasa = 5; System.out.println(teihen * takasa / 2); } } 結果の 「6.25」を確認 「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認． 「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る 19

まとめ • 代入：プログラムで，「x = 100」のように書く と，x の値が 100 に変化する • 式の実行結果として，値が得られる • 式の中に，変数名を書くことができる public class YourClassNameHere { public static void main(String[] args) { int x = 100; int y = 200; System.out.println(x + y); } } 20

3-2. 式の抽象化とメソッド 21

式の抽象化 100 * 1.1 150 * 1.1 400 * 1.1 類似した複数の式 a * 1.1 変数 a を使って，複数 の式を１つにまとめる （抽象化） 22

式の抽象化とメソッド 100 * 1.1 a * 1.1 150 * 1.1 400 * 1.1 類似した複数の式 変数 a を使って，複数 の式を１つにまとめる （抽象化） 式「a * 1.1」を含む メソッド foo を定義 メソッド foo を使用 実行結果 23

メソッド • このメソッドの本体は 「return a * 1.1;」 • このメソッドは，式「 a * 1.1」に，名前 foo を付けたものと考えることもできる 24

式の抽象化とメソッド 抽象化前 抽象化後 類似した複数の式 メソッドの定義と使用 実行結果 同じ実行結果になる 25

演習 資料：27 【トピックス】 • 式の抽象化とメソッド 26

Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する（あとで使うので消さな いこと） 実行結果を確認 Visualize Execution をクリック， Last をクリック ※ 編集画面に戻るには Edit this code 27 をクリック

3-3. メソッド呼び出し 28

メソッド呼び出し 呼び出し メソッドmain 呼び出され メソッドfoo 29

ステップ実行 ステップ実行により、プログラム 実行の流れをビジュアルに観察 30

演習 資料：32 ～ 38 【トピックス】 • メソッド呼び出しにおける ジャンプ • メソッド内で使用される変数 が消えるタイミング 31

Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ， 実行し，結果を確認する（あとで使うので消さな いこと） 実行結果を確認 Visualize Execution をクリック， Last をクリック ※ 編集画面に戻るには Edit this code 32 をクリック

②「First」をクリックして，最初に戻る 33

③ 「Step 1 of 17」と表示されているので， 全部で，ステップ数は 17 あることが分かる （ステップ数と，プログラムの行数は違うもの） 34

④ 最初に戻したので ・すべてのオブジェクトは消えている ・赤い矢印は，main メソッドの先頭 のところに戻っている 35

⑤ ステップ実行したいので，「Next」をクリック しながら，矢印の動きを確認． ※「Next」ボタンを何度か押し，それ以上進めな くなったら終了 見どころ main と foo の間で ジャンプするところ 36

⑥ 終わったら，もう一度，「First」をクリックし て，最初に戻る 37

⑦ もう一度，ステップ実行． 今度は、緑の矢印を見ながら、変数 a が生成、消去 されるタイミングを確認 緑の矢印：いま実行が終わった行 メソッド foo の実行中は， 変数 a が現れる 38

全体まとめ • 抽象化は ：変数を使って，複数の式を１つにまと めることなど 100 * 1.1 a * 1.1 150 * 1.1 400 * 1.1 類似した複数の式 変数 a を使って，複数 の式を１つにまとめる （抽象化） • メソッド呼び出し：ジャンプ，変数の生成と消去 が自動で行われる 39

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 40

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

ソースコード 3-2, 3-3 public class YourClassNameHere { public static double foo(double a) { return a * 1.1; } public static void main(String[] args) { System.out.println(foo(100)); System.out.println(foo(150)); System.out.println(foo(400)); } } 41