e055763
安富　順一

Report#5

[1]課題

講義資料オブジェクト指向プログラムJavaIの中のサンプルプログラムのポイントについて考察せよ。各自オリジナルのサンプルプログラムのポイント（全ての講義内容を含んだ、１つのコード）を作成し、考察せよ。

[2]解答・実行結果・考察

ローカル変数とクラス変数

ソースコード

1からnまでを表示するプログラム(VarSample.java)

class Display {
    int n;                  //クラス変数
    void Disp() {
        int i;              //ローカル変数
        for (i = 1; i <= n; i++)
            System.out.println(i + " ");
    }
}

class VarSample {
    public static void main(String args[]) {
        Display obj = new Display();     //クラスDisplayのオブジェクトobj生成
        obj.n = 10;                      //オブジェクトobjの変数nに10を代入
        obj.Disp();                      //オブジェクトobjのDisp()実行
    }
}

実行結果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

考察

ローカル変数とは、メソッドの内部で宣言した変数で、この場合、「i」のことを指す。
クラス変数とは、メソッドの外部で宣言した変数で、この場合、「n」のことを指す。
クラス変数は一つのクラスに一つしかなく、その値はそのクラスの全てのインスタンスに関わってくる。
ローカル変数は宣言されたメソッドの実行中にしか存在しない。
複数のメソッドで同名のローカル変数を使うことができるが、それらは全くの別物である。
ローカル変数はブロックの入り口で生成され、出口で破棄される。
このプログラムでは、for文を用い、「i」が「n」になるまで出力する、を繰り返す。
初め、nには何も入っていないが、"Display obj = new Display( );"で、クラスDisplayのオブジェクトobjを生成し、"obj.n = 10;"で、オブジェクト"obj"の変数"n"に10が代入される。
"obj.Disp( );"でオブジェクトobjの"Disp( )"を実行する。

static変数

ソースコード

異なるオブジェクト間の変数合計プログラム(SumSample.java)

class Sum {
    int total;
    Sum() {                     //コンストラクタ（クラス名と同名））
        total = 0;              //0クリア
    }
    void add(int x) {
        total += x;
    }
}

class SumSample {
    public static void main(String args[]) {
        Sum obj1 = new Sum();    //クラスSumのオブジェクトobj1生成
        Sum obj2 = new Sum();    //クラスSumのオブジェクトobj2生成
        obj1.add(10);
        obj1.add(20);
        obj2.add(30);
        obj2.add(40);
        System.out.println("obj1.total = " + obj1.total);
        System.out.println("obj2.total = " + obj2.total);
    }
}

実行結果

obj1.total = 30
obj2.total = 70

ソースコード

staticを用いて値を共有するプログラム(SumSample2.java)

class Sum2 {
    static int total;
    Sum2() {
        total = 0;
    }
    void add(int x) {
        total += x;
    }
}

class SumSample2 {
    public static void main(String args[]) {
        Sum2 obj1 = new Sum2();
        Sum2 obj2 = new Sum2();
        obj1.add(10);
        obj1.add(20);
        obj2.add(30);
        obj2.add(40);
        System.out.println("obj1.total = " + obj1.total);
        System.out.println("obj2.total = " + obj2.total);
        System.out.println("Sum2.total = " + Sum2.total);
    }
}

実行結果

obj1.total = 100
obj2.total = 100
Sum2.total = 100

考察

static変数は、そのクラスの全てのオブジェクトから共有される変数のことで、クラスそのものに結びついている変数である。
"Sum"では、それぞれのobj1( )とobj2( )に入れられた数字をそれぞれ計算した合計を出力する。
2行目のintで変数totalを定義し、3行目でコンストラクタを作成。
class SumSample{ }の中でクラスSumのオブジェクトobj1、obj2を生成し、それぞれで変数totalが区別されているので、obj1とobj2に入れられた数字をそれぞれ計算して出力する。
"Sum2"では、obj1( )とobj2( )に入れられた数字を全て計算した合計を出力する。
static int totalで、値を共有させる変数totalを定義し、obj1とobj2 は変数totalで共有されているので、区別なく加算される。

コンストラクタ

ソースコード

コンストラクタを用いた合計プログラム(ConstrcSample.java)

class Sum3 {
    int total;
    Sum3() {                      //コンストラクタ 引数無し
        total = 0;
    }
    Sum3(int x) {                 //コンストラクタ 引数 x
        total = x;
    }
    void add(int x) {
        total += x;
    }
}

class ConstrcSample {
    public static void main(String args[]) {
        Sum3 obj1 = new Sum3();     //クラスSumのオブジェクトobj1生成
        obj1.add(10);
        obj1.add(20);
        System.out.println("sum1 = " + obj1.total);
        Sum3 obj2 = new Sum3(100);  //クラスSumのオブジェクトobj2生成
        obj2.add(10);
        obj2.add(20);
        System.out.println("sum2 = " + obj2.total);
    }
}

実行結果

sum1 = 30
sum2 = 130

考察

コンストラクタとは、特定のクラスのオブジェクトを作成して初期化する特殊なメソッドのことで、クラスをインスタンス化するときに自動的に実行される。
コンストラクタ名は、クラス名と同じにしなければならず、引数を受けることができ、戻り値を返すことはできない。
コンストラクタを直接呼び出すことはできず、常にnew演算子で呼び出さなければならない。
このプログラムはobj1とobj2に入れられた数字の合計をそれぞれ出力している。
クラスSum3では、二つのコンストラクタを定義し、一つ目は引数を使わずに、二つ目は一つの引数を受け取る。
引数を使うコンストラクタは、変数totalに0を代入して初期化し、引数を受け取るコンストラクタは、変数totalに受け取った引数を代入して初期化する。
クラスSum3内のメソッドaddで変数totalにConstrcSampleで定める引数を足す。
ConstrcSampleでは、まず引数を指定せずにobj1を生成したので、コンストラクタはtotalに0を代入して初期化する。
その後、メソッドaddで10と20を変数totalに足し、その値を出力する。
次に、引数100を指定し、オブジェクトobj2を生成し、コンストラクタはオブジェクト生成時に引数を受け取り、それを変数totalに代入する。
その後、メソッドaddで10と20を変数totalに足し、その値を出力する。

staticイニシャライズ

ソースコード

staticイニシャライズを行ったプログラム(StaticSample.java)

class Disp {
    static {                       //staticイニシャライズ
        System.out.println("initialize");
    }
    Disp() {                       //コンストラクタ
        System.out.println("construct");
    }
}

class StaticSample {
    public static void main(String args[]) {
        Disp obj1 = new Disp();    //オブジェクト生成時にコンストラク
    タを処理
        Disp obj2 = new Disp();    //オブジェクト生成時にコンストラク
    タを処理
    }
}

実行結果

initialize
construct
construct

考察

staticイニシャライズとは、コンストラクタの前に記述するメソッドのことであり、コンストラクタが呼び出される前に実行され、クラスが呼ばれたときに自動的に実行される。
staticイニシャライズは、コンストラクタより早く処理したいときや、一度だけ処理を行いたい場合などに用いる。
クラスDispには、staticイニシャライズとコンストラクタが定義されていて、クラスStaticSampleは、オブジェクトを二つ生成する。
一つ目のオブジェクトが生成されるときはstaticイニシャライズとコンストラクタの両方が実行され、二つ目のオブジェクトが生成されるときは、コンストラクタのみ実行される。

オリジナルプログラム

ソースコード

オリジナルプログラム(Rep5.java)

class Sum {
    int x = 4;
    int add(int y) {
        return x+y;
    }
    int sub(int y) {
        return x-y;
    }
}

class Subst {
    int w;
    int x = 800;
    int y = 200;
    void Disp() {
        System.out.println("w = " + w);
        System.out.println("x = " + x);
        System.out.println("y = " + y);
        int x = 3;
        int y = 7;
        int z = 5;
        System.out.println("w = " + w);
        System.out.println("x = " + x);
        System.out.println("y = " + y);
        System.out.println("z = " + z);
    }
}

class Rep5 {
    public static void main(String args[]) {
        int wa,sa;
        Sum obj;
        obj = new Sum();

        wa = obj.add(20);
        System.out.println("wa = " + wa);

        obj.x = 30;
        wa = obj.add(20);
        System.out.println("wa = " + wa);

        sa = obj.sub(30);
        System.out.println("sa = " + sa);
        System.out.println();

        Subst obj2 = new Subst();
        obj2.Disp();
        System.out.println();
        obj2.w = 70;
        obj2.Disp();
    }
}

実行結果

wa = 24
wa = 50
sa = 0

w = 0
x = 800
y = 200
w = 0
x = 3
y = 7
z = 5

w = 70
x = 800
y = 200
w = 70
x = 3
y = 7
z = 5

考察

「class Sum」でSumという名のクラス名を宣言。
「int add(int y){ }」はint型でaddというメソッド名を宣言。
「class Subst」でSubstという名のクラス名を宣言。
「int w;
int x = 800;
int y = 200;」
はメソッドの外で宣言されているので、これらはクラス変数である。
「void Disp( ){ }」はvoid型でDispというメソッド名を宣言。
「int x = 3;
int y = 7;
int z = 5;」
はメソッド内で宣言されているので、これらはローカル変数であり、このクラス内で同じ変数が宣言されているが、ローカル変数が優先されるので、ローカル変数が宣言されてからはこの値が適応される。
「Sum obj;
obj = new Sum( );」
で、Sumクラスの内容をobjとして宣言。
「wa = obj.add(20);」はobj、つまりSumクラス内のaddメソッドにある変数に10を入れた結果をwaに代入することを表していて、addメソッドでは「add(int y)」となっているので、ローカル変数yに20が代入される。
「obj.x = 30;」はobjつまりSumクラス内にあるクラス変数xに30を代入することを表しているので、waは20+30=50となる。
「sa = obj.sub(30);」は「wa = obj.add(20);」と同様の処理で、sub メソッドにあるyに30が代入されるが、xはクラス変数なので、上の「obj.x = 30;」でxに30が代入されたことが使われるが、変数yはローカル変数なので、Sumメソッドで宣言されたyは無視され、subメソッドには30が入っており、subは30-30=0となる。
「Subst obj2 = new Subst( );」で、Substクラスの内容をobj2として宣言しているが、これは、
「Sum obj;
obj = new Sum( );」
を短縮した形である。
「obj2.Disp( );」は、obj2つまりSubstクラス内のDispメソッドの結果を表示する。
「obj2.w = 70;
obj2.Disp( );」
は、obj2つまりSubstクラス内の、更にDispメソッド内の変数wに70を代入して、Dispメソッドの結果を表示する。

[3]感想

　年末にOSのヴァージョンアップをして、ターミナルの調子が悪くなったのを一人で何とかしようとしていたら、こんなに遅くなってしまいました。このままReport#6に取りかかります。

[4]参考文献

独習Java　第３版　ジョゼフ・オニール著　翔泳社

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