情報処理技法（Javaプログラミング）I 第10回

/*  1*/ class NameTag1 { // 名札1
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         System.out.println("-------------------------");
/*  4*/         System.out.println("-------------------------");
/*  5*/         System.out.println("No.");
/*  6*/         System.out.println("-------------------------");
/*  7*/         System.out.println("Name");
/*  8*/         System.out.println();
/*  9*/         System.out.println("-------------------------");
/* 10*/         System.out.println("-------------------------");
/* 11*/     }
/* 12*/ }

-------------------------
-------------------------
No.
-------------------------
Name

-------------------------
-------------------------

Completed with exit code: 0

3行目、4行目、6行目などに、罫線を出力するという、まったく同じ処理が繰り返されています。これらの処理に名前をつけ、その名前で処理が表せると、プログラムが読みやすく、かつ書きやすくなります。メソッドというものを用いると、そのようなことができます。なお、メソッドには「インスタンス・メソッド」というものと「クラス・メソッド」というものがあります。今日はクラス・メソッドのみ扱います。

メソッド （ method ）とは、処理のまとまりに名前をつけたプログラム単位です。メソッドを使うためには、プログラムの中でメソッドを定義しなくてはいけません。メソッドの定義は次のような形をとります。

static void メソッド名 () {
    文; ...
}

これによって、処理のまとまり「 文 」、...に「 メソッド名 」という名前がつきます。

定義したメソッドを使うには、プログラムに次のような文を書きます。これを メソッド呼出し （ method call ）とよびます。

メソッド名();

プログラムの中にメソッド呼出しがあると、実行の流れは次の図のようになります。メソッド呼出し m ()を実行するとき、メソッド m の定義の内容を実行し、それが終わったら、メソッド呼出しの次から実行します。

上記のプログラムの場合、次のようになります。罫線を出力するという処理に、 rule という名前をつけています。メソッド呼出し rule ()を実行すると、罫線が出力されます。

/*  1*/ class NameTag2 { // 名札2
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         rule(); // メソッド呼出し
/*  4*/         rule(); // メソッド呼出し
/*  5*/         System.out.println("No.");
/*  6*/         rule(); // メソッド呼出し
/*  7*/         System.out.println("Name");
/*  8*/         System.out.println();
/*  9*/         rule(); // メソッド呼出し
/* 10*/         rule(); // メソッド呼出し
/* 11*/     }
/* 12*/     static void rule () { // メソッド定義
/* 13*/         System.out.println("-------------------------");
/* 14*/     }
/* 15*/ }

メソッドは、いくつも定義することができます。次の例では、罫線を出力するメソッド rule と、二重の罫線を出力するメソッド doubleRule を定義しています。

/*  1*/ class NameTag3 { // 名札3
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         doubleRule();
/*  4*/         System.out.println("No.");
/*  5*/         rule();
/*  6*/         System.out.println("Name");
/*  7*/         System.out.println();
/*  8*/         doubleRule();
/*  9*/     }
/* 10*/     static void rule () { // 罫線
/* 11*/         System.out.println("-------------------------");
/* 12*/     }
/* 13*/     static void doubleRule () { // 二重の罫線
/* 14*/         System.out.println("-------------------------");
/* 15*/         System.out.println("-------------------------");
/* 16*/     }
/* 17*/ }

10.1.2 メソッドの引数

上記の例では、罫線を出力するメソッド rule と、二重の罫線を出力するメソッド doubleRule を定義しました。このまま、三重の罫線、四重の罫線、…と定義するのは面倒です。できれば、メソッドに変数 n を入力して、 n 重の罫線を出力するメソッドにしたいものです。

メソッドには引数を与えることができます。引数（ひきすう）（ argument ）とは、メソッドに対する入力データだと思ってください。

整数（int型）の引数を持つメソッドは次のように定義されます。「 引数 」の部分に、引数を表す変数を書きます。

static void メソッド名 (int 引数, ...) {
    文; ...
}

引数が実数（double型）ならば、

int

の代わりに


double

と書きます。

このようなメソッドを呼び出すには、次のように書きます。「 引数 」の部分に、引数となる式を書きます。

メソッド名(引数, ...);

メソッド定義の引数を 仮引数 （ formal argument ）とよび、メソッド呼出しの引数を 実引数 （ actual argument ）とよびます。メソッドは呼び出されると、仮引数（変数）に実引数（式）の値が代入され、メソッド定義の内容が実行されます。

次の例では、 n 重の罫線を出力するメソッド multiRule を定義しています。メソッド呼出し multiRule (2)が実行されると、メソッド定義の仮引数 n に実引数の値2が代入され、罫線の出力を2回繰り返すようにメソッドが実行されます。なお、メソッド定義の中でも変数が宣言できることに注意してください。（11行目）

/*  1*/ class NameTag4 { // 名札4
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         multiRule(2); // n = 2
/*  4*/         System.out.println("No.");
/*  5*/         multiRule(1); // n = 1
/*  6*/         System.out.println("Name");
/*  7*/         System.out.println();
/*  8*/         multiRule(2); // n = 2
/*  9*/     }
/* 10*/     static void multiRule (int n) { // n重の罫線
/* 11*/         int i; // メソッド定義の中で使う
/* 12*/         for (i = 0; i < n; i++) {
/* 13*/             System.out.println("-------------------------");
/* 14*/         }
/* 15*/     }
/* 16*/ }

10.2 関数としてのメソッド

10.2.1 メソッドの返り値

メソッドは、まとまった処理をするだけでなく、何らかの計算をして、その結果を呼び出し側に返すこともできます。そのような値（計算結果）を、メソッドの 返り値 （ return value ）または 戻り値 とよびます。返り値は、メソッドの出力データと考えてください。

一般的なプログラミングの用語では、値を返さないプログラム単位を 手続き （ procedure ）と呼び、値を返すプログラム単位を関数（ function ）と呼びます。 Javaでは、手続きも関数もメソッドで実現します。

整数（int型）の返り値を持つメソッドは、次のように定義されます。

static int メソッド名 (int 引数, ...) {
    文; ...
}

これまでの、返り値を持たないメソッド定義での


void

の代わりに、

int

と書きます。返り値が実数（double型）ならば、


void

の代わりに


double

です。

この定義の中に、少なくとも一つreturn文を書きます。 return文 は次のような形をとり、「 式 」の値がこのメソッドの返り値になります。

メソッド名(引数, ...)

式の中にメソッド呼出しがあると、メソッド定義の内容が実行されます。そして、その中のreturn文が実行されるとメソッドは終了し、return文の式の値が呼び出し側に返されます。

次の例では、引数の2乗を返すメソッド square と、引数の3乗を返すメソッド cube を定義しています。

/*  1*/ class SquareCubeTest { // 2乗と3乗のテスト
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         System.out.println("square(100) = " + square(100)); // メソッド呼出し
/*  4*/         System.out.println("cube(100) = " + cube(100)); // メソッド呼出し
/*  5*/     }
/*  6*/     static int square (int x) { // メソッド定義
/*  7*/         return x * x; // 値を返す
/*  8*/     }
/*  9*/     static int cube (int x) { // メソッド定義
/* 10*/         return x * x * x; // 値を返す
/* 11*/     }
/* 12*/ }

square(100) = 10000
cube(100) = 1000000

Completed with exit code: 0

次の例では、2つの引数のうち、大きい方を返すメソッド max と、小さい方を返すメソッド min を定義しています。引数が複数あるときは、コンマで区切ります。仮引数の

int

を一つにまとめることはできません。

/*  1*/ class MaxMinTest { // 最大値と最小値のテスト
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         System.out.println("max(100, 200) = " + max(100, 200)); // m = 100, n = 200
/*  4*/         System.out.println("min(100, 200) = " + min(100, 200)); // m = 100, n = 200
/*  5*/     }
/*  6*/     static int max (int m, int n) { // int m, n はエラー
/*  7*/         if (m > n) {
/*  8*/             return m;
/*  9*/         } else {
/* 10*/             return n;
/* 11*/         }
/* 12*/     }
/* 13*/     static int min (int m, int n) { // int m, n はエラー
/* 14*/         if (m < n) {
/* 15*/             return m;
/* 16*/         } else {
/* 17*/             return n;
/* 18*/         }
/* 19*/     }
/* 20*/ }

max(100, 200) = 200
min(100, 200) = 100

Completed with exit code: 0

注意: 返り値を持たないメソッドでもreturn文が使えます。この場合、式を抜いた


return;

という形になります。メソッドの実行中にreturn文を実行すると、そこでメソッドは終了します。

10.2.2 メソッドの使用例

メソッドの例として、はじめに m の n 乗を計算するメソッド power を定義します。ここで、 n ≧0 と仮定します。

メソッド power の引数は、整数 m と n です。このメソッドは整数を返すので、


static int

と指定します。

メソッド定義では、まず、変数 result を宣言し、1で初期化します。そして、for文の中で result の値を n 回 m 倍します。最後に、 result の値をreturn文で返します。

メソッド呼出しでは、例として、 power (2, 5), power (5, 2), power (3, 3)の3つの式を計算します。

/*  1*/ class PowerTest { // べき乗のテスト
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         System.out.println("power(2, 5) = " + power(2, 5));
/*  4*/         System.out.println("power(5, 2) = " + power(5, 2));
/*  5*/         System.out.println("power(3, 3) = " + power(3, 3));
/*  6*/     }
/*  7*/     static int power (int m, int n) { // mのn乗
/*  8*/         int i, result = 1;
/*  9*/         for (i = 0; i < n; i++) { // n回m倍する
/* 10*/             result *= m;
/* 11*/         }
/* 12*/         return result;
/* 13*/     }
/* 14*/ }

power(2, 5) = 32
power(5, 2) = 25
power(3, 3) = 27

Completed with exit code: 0

次の例は、階乗を計算するメソッド fact です。ここで n の階乗とは、 n !と表され、

メソッド fact の引数は、整数 n です。このメソッドは整数を返すので、


static int

と指定します。

メソッド定義では、まず、変数 result を宣言し、1で初期化します。そして、for文の中で result の値を1倍し、2倍し、…、 n 倍します。最後に、 result の値をreturn文で返します。

メソッド呼出しでは、例として、 fact (4), fact (5), fact (6) の3つの式を計算します。

/*  1*/ class FactTest { // 階乗のテスト
/*  2*/     public static void main (String[] args) {
/*  3*/         System.out.println("fact(4) = " + fact(4));
/*  4*/         System.out.println("fact(5) = " + fact(5));
/*  5*/         System.out.println("fact(6) = " + fact(6));
/*  6*/     }
/*  7*/     static int fact (int n) { // nの階乗
/*  8*/         int i, result = 1;
/*  9*/         for (i = 1; i <= n; i++) { // 1倍2倍...n倍する
/* 10*/             result *= i;
/* 11*/         }
/* 12*/         return result;
/* 13*/     }
/* 14*/ }

fact(4) = 24
fact(5) = 120
fact(6) = 720

Completed with exit code: 0

10.3 演習10

上記のメソッド square や cube を参考にして、円、ドル、ユーロの間で両替をするメソッドを定義して、それらを呼び出すプログラムを作成してください。 1ドルは110.0円、1ユーロは130.0円とします。

円をドルに両替する場合は、メソッドの名前を yenToDollar とします。このメソッドの引数は、実数 yen です。このメソッドは実数を返すので、


static double

と指定します。メソッド定義では、式 yen /110.0の値をreturn文で返します。

ドルを円に両替するメソッド dollarToYen , 円をユーロに両替するメソッド yenToEuro , ユーロを円に両替するメソッド euroToYen も同様に定義します。

メソッド呼出しでは、例として、 yenToDollar (1430.0), dollarToYen (13.0), yenToEuro (1430.0), euroToYen (11.0) の4つの式について、式自身とその値を出力します。

class YenDollarEuro {
    public static void main (String[] args) {


    }


}

yenToDollar(1430.0) = 13.0
dollarToYen(13.0) = 1430.0
yenToEuro(1430.0) = 11.0
euroToYen(11.0) = 1430.0

Completed with exit code: 0

余力のある人は、ドルをユーロに両替するメソッドと、ユーロをドルに両替するメソッドも定義してください。

yenToDollar(1430.0) = 13.0
dollarToYen(13.0) = 1430.0
yenToEuro(1430.0) = 11.0
euroToYen(11.0) = 1430.0
dollarToEuro(13.0) = 11.0
euroToDollar(11.0) = 13.0

Completed with exit code: 0

10.4 レポート課題

今日の演習10の答案（Javaプログラム）をメールで提出してください。差出人は大学発行のメール・アドレス（学生番号@cis.twcu.ac.jp）とし、宛先はkonishi@cis.twcu.ac.jpとします。メールの本文には、学生番号、氏名、科目名、授業日（12月3日）を明記してください。