情報処理技法（Javaプログラミング）I 第10回

class NameTag1 { // 名札1
    public static void main (String[] args) {
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("No.");
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("Name");
        System.out.println();
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("-------------------------");
    }
}

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'NameTag1'
-------------------------
-------------------------
No.
-------------------------
Name

-------------------------
-------------------------
PS ...\Desktop\java1>

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 method ()を実行するとき、メソッド method 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。

class NameTag2 { // 名札2
    static void rule () { // メソッド定義
        System.out.println("-------------------------");
    }
    public static void main (String[] args) {
        rule(); // メソッド呼出し
        rule(); // メソッド呼出し
        System.out.println("No.");
        rule(); // メソッド呼出し
        System.out.println("Name");
        System.out.println();
        rule(); // メソッド呼出し
        rule(); // メソッド呼出し
    }
}

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。

class NameTag3 { // 名札3
    static void rule () { // 罫線
        System.out.println("-------------------------");
    }
    static void doubleRule () { // 二重の罫線
        System.out.println("-------------------------");
        System.out.println("-------------------------");
    }
    public static void main (String[] args) {
        doubleRule();
        System.out.println("No.");
        rule();
        System.out.println("Name");
        System.out.println();
        doubleRule();
    }
}

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。

class NameTag4 { // 名札4
    static void multiRule (int n) { // n重の罫線
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            System.out.println("-------------------------");
        }
    }
    public static void main (String[] args) {
        multiRule(2); // n = 2
        System.out.println("No.");
        multiRule(1); // n = 1
        System.out.println("Name");
        System.out.println();
        multiRule(2); // n = 2
    }
}

関数としてのメソッド

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。

return 式;

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。

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

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'SquareCubeTest'
square(100) = 10000
cube(100) = 1000000
PS ...\Desktop\java1>

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。

class MaxMinTest { // 最大値と最小値のテスト
    static int max (int m, int n) { // int m, n はエラー
        if (m > n) {
            return m;
        } else {
            return n;
        }
    }
    static int min (int m, int n) { // int m, n はエラー
        if (m < n) {
            return m;
        } else {
            return n;
        }
    }
    public static void main (String[] args) {
        System.out.println("max(100, 200) = " + max(100, 200)); // m = 100, n = 200
        System.out.println("min(100, 200) = " + min(100, 200)); // m = 100, n = 200
    }
}

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'MaxMinTest'
max(100, 200) = 200
min(100, 200) = 100
PS ...\Desktop\java1>

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。

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。

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

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'PowerTest'
power(2, 5) = 32
power(5, 2) = 25
power(3, 3) = 27
PS ...\Desktop\java1>

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。

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

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'FactTest'
fact(4) = 24
fact(5) = 120
fact(6) = 720
PS ...\Desktop\java1>

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140.0円、1ユーロは160.0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 /140.0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 (2240.0), dollarToYen (16.0), yenToEuro (2240.0), euroToYen (14.0) 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) {
        
        
    }
}

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'YenDollarEuro'
yenToDollar(2240.0) = 16.0
dollarToYen(16.0) = 2240.0
yenToEuro(2240.0) = 14.0
euroToYen(14.0) = 2240.0
PS ...\Desktop\java1>

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。

PS ...\Desktop\java1>  & ... 'YenDollarEuro2'
yenToDollar(2240.0) = 16.0
dollarToYen(16.0) = 2240.0
yenToEuro(2240.0) = 14.0
euroToYen(14.0) = 2240.0
dollarToEuro(16.0) = 14.0
euroToDollar(14.0) = 16.0
PS ...\Desktop\java1>

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（6月13日）を明記してください。