情報処理IIIA（Javaプログラミング入門）第5回

目次	索引
5.1 アプリケーションとアプレットの引数（2） 5.1.1 アプレット・パラメタ 5.2 反復 5.2.1 while文 5.2.2 for文 5.2.3 反復の使用例 5.3 演習5 5.4 レポート課題	for文 paramタグ while文アプレット・パラメタ繰返し文反復無限ループループ制御変数ループ文

5.1 アプリケーションとアプレットの引数（2）

5.1.1 アプレット・パラメタ

前回の授業では、コマンドライン引数を用いて、Javaアプリケーションにデータを渡しました。コマンドライン引数と同様に、アプレットに対してもデータを渡すことができます。このデータを アプレット・パラメタ （ applet parameter ）とよびます。「引数」と「パラメタ」は同じ概念だと思ってください。

次のプログラムは、正方形の左上の座標を受け取り、縦横50ピクセルの正方形を描くアプレットです。

DrawSquare.java

/* 1*/ import java.applet.*;
/* 2*/ import java.awt.*;
/* 3*/ 
/* 4*/ public class DrawSquare extends Applet {
/* 5*/     public void paint (Graphics g) {
/* 6*/         int x = Integer.parseInt(getParameter("cornerx"));
/* 7*/         int y = Integer.parseInt(getParameter("cornery"));
/* 8*/         g.drawRect(x, y, 50, 50);
/* 9*/     }
/*10*/ }

DrawSquare.html

<body style="background-color: white">
<hr>
<applet code="DrawSquare.class" width="300" height="200">
  <param name="cornerx" value="50">
  <param name="cornery" value="50">
</applet>
<hr>
<applet code="DrawSquare.class" width="300" height="200">
  <param name="cornerx" value="200">
  <param name="cornery" value="100">
</applet>
<hr>
</body>

Netscape:
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Applet BlackBox running

図 5.1 ブラウザのイメージ

アプレットに渡すデータは、HTMLドキュメントの中に書きます。その際に、データには名前をつける必要があります。ここでは、正方形の左上の x 座標を cornerx 、 y 座標を cornery とします。 HTMLドキュメントでは、 <param> タグを用い、

<param name="name" value="value">

という形式で、名前とデータの対応を表します。この例では、座標が (50, 50) ですので、

<param name="cornerx" value="50">
<param name="cornery" value="50">

となります。なお、 <param> タグに終了タグはありません。最後に、これを <applet> タグで囲みますと、HTMLドキュメントが完成します。

アプレットでデータを受け取るには、式

Integer.parseInt(getParameter("name"))

を用います。上記のプログラムの6行目と7行目で、変数 x と y に、正方形の左上の x 座標と y 座標が格納されます。

5.2 反復

5.2.1 while文

前回の授業では、選択というプログラムの構成要素を紹介しました。今日は、反復（ iteration ）について説明します。反復を表す文は、 繰返し文 （ repetitive statement ）、または ループ文 （ loop statement ）とよばれます。

反復にはいくつか種類がありますが、「何々が成り立つ間、何々を繰り返す」というものが基本です。この種の反復には while文 （ while statement ）を使います。 while 文は以下の形をとります。

while (condition) {
    statement; ...
}

条件 condition が成り立っている間、文 statement ; ... が繰り返し実行されます。

ここで、Good morning!と10回出力するプログラムを考えます。はじめは数え上げ方式です。これは、変数 i に0を代入しておき、Good morning!と一回出力するごとに i の値を1増やすということを、 i の値が10未満の間繰り返すものです。

/* 1*/ class TenMornings {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         i = 0;
/* 5*/         while (i < 10) {
/* 6*/             System.out.println("Good morning!");
/* 7*/             i++;
/* 8*/         }
/* 9*/     }
/*10*/ }

b00a001@Ampere:~/java% java TenMornings
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
Good morning!
b00a001@Ampere:~/java%

5行目から8行目までの while 文は次のように実行されます。

1. 変数iの値は0。条件i < 10が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1増やす。
2. 変数iの値は1。条件i < 10が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1増やす。
...
10. 変数iの値は9。条件i < 10が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1増やす。
11. 変数iの値は10。条件i < 10は成り立たないので、このwhile文の実行を終える。

次はカウントダウン方式です。これは、変数 i に10を代入しておき、Good morning!と一回出力するごとに i の値を1減らすということを、 i の値が正の間繰り返すものです。

/* 1*/ class TenMornings2 {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         i = 10;
/* 5*/         while (i > 0) {
/* 6*/             System.out.println("Good morning!");
/* 7*/             i--;
/* 8*/         }
/* 9*/     }
/*10*/ }

5行目から8行目までの while 文は次のように実行されます。

1. 変数iの値は10。条件i > 0が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1減らす。
2. 変数iの値は9。条件i > 0が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1減らす。
...
10. 変数iの値は1。条件i > 0が成り立つので、Good morning!と出力し、iの値を1減らす。
11. 変数iの値は0。条件i > 0は成り立たないので、このwhile文の実行を終える。

数え上げ方式とカウントダウン方式のどちらがよいかは、問題によって変わります。数え上げ方式のほうがよく使われますが、カウントダウン方式が適切な場合もあります。

注意: 上記のプログラムで、7行目を書き忘れたとしましょう。

/* 1*/ class InfiniteMornings {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         i = 10;
/* 5*/         while (i > 0) {
/* 6*/             System.out.println("Good morning!");
/* 7*/         }
/* 8*/     }
/* 9*/ }

このプログラムを実行しますと、変数 i の値は10のままですので、条件 i > 0 がずっと成り立ち、永遠にGood morning!と出力され続けることになります。このような、いつまでも続く繰り返しを、 無限ループ （ infinite loop ）とよびます。反復を使うときは、無限ループにならないように気をつける必要があります。なお、誤って無限ループに陥ったときは、Ctrl-Cで強制終了してください。

5.2.2 for文

反復の種類の中には、繰り返す回数が明確なものがあります。この場合、 ループ制御変数 （ loop control variable ）とよばれる変数を増加（あるいは減少）させながら繰り返すのが一般的です。 for文 （ for statement ）を用いますと、このような反復をコンパクトに書き表すことができます。 for 文は次のような形をとります。

for (statement1; condition; statement2) {
    statement3; ...
}

まず文 statement1 が一度だけ実行されます。そして条件 condition が成り立っている間、文 statement3 ; ... と statement2 が繰り返し実行されます。 while 文を使ってこの for 文を書きますと、次のようになります。

statement1;
while (condition) {
    statement3; ...
    statement2;
}

for 文を用いますと、Good morning!と10回出力するプログラムは次のように書けます。数え上げ方式については、

/* 1*/ class TenMornings3 {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         for (i = 0; i < 10; i++) {
/* 5*/             System.out.println("Good morning!");
/* 6*/         }
/* 7*/     }
/* 8*/ }

です。カウントダウン方式は、

/* 1*/ class TenMornings4 {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         for (i = 10; i > 0; i--) {
/* 5*/             System.out.println("Good morning!");
/* 6*/         }
/* 7*/     }
/* 8*/ }

となります。

while 文と for 文には本質的な差はありません。繰返しの回数がはっきりしているときには for 文、そうでないときには while 文を使うのがよいでしょう。

5.2.3 反復の使用例

反復の使用例として、はじめに 1＋2＋…＋100 の計算を行います。

この問題は、レジの計算をまねることで解決できます。つまり、それまでの合計を表す変数 sum を用意して、初期値を 0 とします。そして、 sum の値を 1 増やし、2 増やし、…と繰り返し、100 増やした時点の sum の値が答になるわけです。アルゴリズムは次のようになります。

ループ制御変数 i を宣言する。
合計を表す変数 sum を宣言し、初期値を 0 とする。
i を 1 から 100 まで増加させながら、以下を繰り返す。｛
sum の値を i 増やす。
｝
sum の値を出力する。

プログラムは以下のようになります。

/* 1*/ class Summation100 {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i, sum = 0;
/* 4*/         for (i = 1; i <= 100; i++) {
/* 5*/             sum = sum + i;
/* 6*/         }
/* 7*/         System.out.println(sum);
/* 8*/     }
/* 9*/ }

b00a001@Ampere:~/java% java Summation100
5050
b00a001@Ampere:~/java%

次の例は、360 の約数をすべて求めるものです。

360 の約数が、1 から 360 までの間にあることは、数学的に分かっています。したがって、1 から 360 までの数一つ一つに対して、360 がその数で割り切れるかどうかを判断すれば、約数がもれなく見つけられます。アルゴリズムは次のようになります。

ループ制御変数 i を宣言する。
i を 1 から 360 まで増加させながら、以下を繰り返す。｛
もし 360 が i で割り切れるならば、｛
i の値を出力する。
｝
｝

プログラムは以下のようになります。

/* 1*/ class Divisors360 {
/* 2*/     public static void main (String[] args) {
/* 3*/         int i;
/* 4*/         for (i = 1; i <= 360; i++) {
/* 5*/             if (360 % i == 0) {
/* 6*/                 System.out.println(i);
/* 7*/             }
/* 8*/         }
/* 9*/     }
/*10*/ }

b00a001@Ampere:~/java% java Divisors360
1
2
3
4
5
6
8
9
10
12
15
18
20
24
30
36
40
45
60
72
90
120
180
360
b00a001@Ampere:~/java%

最後の例は、正方形のタイル模様を描くアプレットです。アプレットの大きさは、幅300ピクセル、高さ200ピクセルとします。正方形のサイズ（幅）は、アプレット・パラメタ（名前は size ）を用いて与えます。

図 5.2 正方形のタイル模様（サイズ20）

図 5.3 正方形のタイル模様（サイズ50）

この模様は、正方形が敷き詰められているように見えます。しかし、実際は垂直な線と水平な線が等間隔に描かれているだけです。そこで、垂直な線を描く方法と水平な線を描く方法を考え、これを続けることでプログラムを完成させることにします。

垂直な線を等間隔に描くには、 x の値を増やしながら、座標 ( x , 0) と ( x , 200) を結ぶ直線を繰り返し描くとできます。 x の値は最初は0で、サイズ分だけ増やしながら、300未満の間繰り返します。アルゴリズムは次のようになります。

座標を表す変数 x を宣言し、初期値を0とする。
サイズを表す変数 s を宣言し、初期値をアプレット・パラメタ size の値とする。
x が300未満の間、以下を繰り返す。｛
座標 ( x , 0) と ( x , 200) を結ぶ直線を描く。
x の値を s 増やす。
｝

プログラムは以下のようになります。

SquareTile.java（第1版）

/* 1*/ import java.applet.*;
/* 2*/ import java.awt.*;
/* 3*/
/* 4*/ public class SquareTile extends Applet {
/* 5*/     public void paint (Graphics g) {
/* 6*/         int x = 0;
/* 7*/         int s = Integer.parseInt(getParameter("size"));
/* 8*/         while (x < 300) {
/* 9*/             g.drawLine(x, 0, x, 200);
/*10*/             x = x + s;
/*11*/         }
/*12*/     }
/*13*/ }

SquareTile.html

<applet code="SquareTile.class" width="300" height="200">
  <param name="size" value="20">
</applet>

図 5.4 垂直な線

垂直な線の場合と同様に、水平な線も描けます。アルゴリズムは次のようになります。

座標を表す変数 y を宣言し、初期値を0とする。
サイズを表す変数 s を宣言し、初期値をアプレット・パラメタ size の値とする。
y が200未満の間、以下を繰り返す。｛
座標 (0, y ) と (300, y ) を結ぶ直線を描く。
y の値を s 増やす。
｝

プログラムは以下のようになります。

SquareTile.java（第2版）

/* 1*/ import java.applet.*;
/* 2*/ import java.awt.*;
/* 3*/
/* 4*/ public class SquareTile extends Applet {
/* 5*/     public void paint (Graphics g) {
/* 6*/         int y = 0;
/* 7*/         int s = Integer.parseInt(getParameter("size"));
/* 8*/         while (y < 200) {
/* 9*/             g.drawLine(0, y, 300, y);
/*10*/             y = y + s;
/*11*/         }
/*12*/     }
/*13*/ }

図 5.5 水平な線

垂直な線を描いた後で水平な線を描くというアルゴリズムで、最終的にプログラムが完成します。変数の宣言が最初にまとめられたことに注意してください。

SquareTile.java（最終版）

/* 1*/ import java.applet.*;
/* 2*/ import java.awt.*;
/* 3*/
/* 4*/ public class SquareTile extends Applet {
/* 5*/     public void paint (Graphics g) {
/* 6*/         int x = 0;
/* 7*/         int y = 0;
/* 8*/         int s = Integer.parseInt(getParameter("size"));
/* 9*/         while (x < 300) {
/*10*/             g.drawLine(x, 0, x, 200);
/*11*/             x = x + s;
/*12*/         }
/*13*/         while (y < 200) {
/*14*/             g.drawLine(0, y, 300, y);
/*15*/             y = y + s;
/*16*/         }
/*17*/     }
/*18*/ }

HTMLドキュメントの <param> タグを変更し、正方形のサイズが変わることを確認してください。

5.3 演習5

以下のような、ひし形のタイル模様を描くアプレットを作成してください。アプレットの大きさは、幅300ピクセル、高さ200ピクセルとします。ひし形のサイズ（幅）は、アプレット・パラメタ（名前は size ）を用いて与えます。アルゴリズムは次のようにします。（このアルゴリズムは、はみ出した部分は描かれないことを利用しています。）

座標を表す変数 x を宣言する。
サイズを表す変数 s を宣言し、初期値をアプレット・パラメタ size の値とする。
x の値を-200とする。
x が300未満の間、以下を繰り返す。｛
座標 ( x , 0) から右下方向に直線を描く。
x の値を s 増やす。
｝
x の値を0とする。
x が500未満の間、以下を繰り返す。｛
座標 ( x , 0) から左下方向に直線を描く。
x の値を s 増やす。
｝

図 5.6 ひし形のタイル模様（サイズ20）

図 5.7 ひし形のタイル模様（サイズ50）

余力のある人は、六角形のタイル模様を描いてください。ひし形の場合と同様に、アプレット・パラメタは六角形のサイズ（幅）を表すものとします。また、アルゴリズムは自由とします。（ヒント: 六角形の幅を sx としますと、高さ sy は sx ×2／√3 で与えられます。

int sx = Integer.parseInt(getParameter("size"));
int sy = (int) (sx * 2 / Math.sqrt(3));

と初期化するとよいでしょう。）

図 5.8 六角形のタイル模様（サイズ20）

図 5.9 六角形のタイル模様（サイズ50）

5.4 レポート課題

今日の演習5に従ってJavaプログラムを作成し、そのプログラムをkonishi@twcu.ac.jpあてにメールで提出してください。メールには、学生番号、氏名、科目名、授業日（10/24）を明記してください。

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