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ProgrammingII report#3
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動作環境はsafariでやったので、safariを推奨します。

【Report#3】 体積・表面積公式クラスの作成 
  • 制御文と配列を用いてオリジナルのJavaアプリケーションによる初級問題(なるべく短い行数で)を作成し、
模範解答例を示せ。併せて、同様な動作を行うC言語のソースコードを示せ。


  • 感想

    • (1)3種以上の体積を求めるクラスを作成し、具体的な値を入力しプログラムを実行せよ。


    体積のソース(Taiseki.java)
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    class Data{
 　int rippotai(int x){
     return x * x * x;
  }
 　int tyokuhotai(int x,int y,int z){
      return x * y * z;
  }
   int kyu(int x){
     return x * x * x * 314 / 100 * 4 / 3;
   }
}
public class Taiseki{
  public static void main(String args[]){
    int a, b, c, rip, tyo;
    float kyu;
    Data enzan = new Data();
    a = 5;
    b = 7;
    c = 10;
    rip = enzan.rippotai(a);
    tyo = enzan.tyokuhotai(a, b, c);
    kyu = enzan.kyu(a);
    System.out.println("一辺が" + a + "の立方体の体積は" + rip + "である。" );
    System.out.println("縦" + a + "横" + b + "高さ" + c + "の直方体の体積は" + tyo + "である。" );
    System.out.println("半径が" + a + "の球の体積は" + kyu + "である。");
    }
}

    実行結果
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    一辺が5の立方体の体積は125である。
縦5横7高さ10の直方体の体積は350である。
半径が5の球の体積は523である。
    解説: 
    1行目〜11行目は立方体・直方体・球のそれぞれの体積を求めるクラスである。
14行目〜16行目では変数を宣言して、17行目〜22行目まではそれぞれの変数に値を代入している。


    (2)2種以上の表面積を求めるクラスを作成し、同様に実行せよ。


    表面積ソース(Hyomenseki.java)
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    class Data2{
    int rippotai(int x){
	return x * x * 6;
    }
    int kyu(int x){
	return x * x * 4 * 314 /100;
    }
}

public class Hyomenseki{
    public static void main(String args[]){
	int a, rip;
	float kyu;
	Data2 enzan = new Data2();
	a = 5;
	rip = enzan.rippotai(a);
	kyu = enzan.kyu(a);
	System.out.println("一辺が" + a + "の立方体の表面積は" + rip + "である。");
	System.out.println("半径が" + a + "の球の表面積は" + kyu + "である。");
    }
}

    実行結果 
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    一辺が5の立方体の表面積は150である。
半径が5の球の表面積は314.0である。

    解説: 
    1行目〜8行目は立方体と球のそれぞれの表面積を求めるクラスである。
12行目〜13行目では変数を宣言していて、15行目〜17行目でそれぞれの変数に値を代入している。


    (3)例題を参考に、階乗計算を再帰プログラムにより作成し、for文による階乗計算との違いを考察せよ。


    階乗ソース(Kaijo.java)
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    import java.io.*;

public class Kaijo {

  public static void main(String args[]) throws Exception {

    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

    System.out.print("input natural number: ");
    int num = (new Integer(in.readLine())).intValue();

    System.out.print("for文を使った階乗計算      => ");
    System.out.println(num + "! =" + factfor(num));

    System.out.print("再帰呼び出しによる階乗計算 => ");
    System.out.println(num + "! =" + factrec(num));

  }

  /* for 文を使った階乗の計算 */
  static int factfor(int number) {

    int factrial = 1;

    for (int i = 1; i <= number; i++) {
      factrial = i * factrial;
    }

    return(factrial);

  }

  /* 再帰による階乗の計算 */
  static int factrec(int number) {

    if (number==0) return(1);
    else 
      return factrec(number-1)*number;

  }

}

    実行結果
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    input natural number: 5
for文を使った階乗計算      => 5! =120
再帰呼び出しによる階乗計算 => 5! =120

    解説 
    ７行目と10行目ではBufferedReaderコンストラクタを使って文字列を読みとっている。BufferedReaderはReaderを拡張
したクラスで、文字ストリームからの入力をバッファにいれる。このクラスは、Readerで定義されるメソッドをすべて実装す
る。さらに、文字ストリームから改行終端文字を読み取るreadLine()メソッドを提供する。
21行目〜31行目ではfor文を利用して階乗の計算をしている。
一方、34行目〜40行目では再帰呼び出しを使って階乗の計算をおこなっている。これは再帰的に，つまり定義のなかで自分自身
を参照するように，行うことも可能である。このような再帰関数(recursive function)は，繰り返しを伴うような計算を表
現するために用いることができる。

    考察:
    再帰は処理の流れを追うのが非常に困難である。
for文みたくループが一周するたびに制御変数の変動を考え、処理を理解する方法は通じないのである。
何かの処理をくり返したいようなとき、for 文や while 文のようなくり返し構文を使うことが多いわけだが、そうした構文
を使わずに再帰的な定義により計算することも可能である。実際、ある種の処理はくり返しを使うよりも再帰的に定義したほう
が自然かつ簡潔に記述できることがある。for文では入力した自然数の数になるまで1から１ずつ増やしていってそれを毎回か
けているが、再帰では38行目の計算が完結するために毎回自分を呼び出しnumberが0になるまでつづけている。再帰呼び出しは
イメージで理解できやすいと思う。それぞれにはそれぞれのいいところがあると思う。


    感想


    　今回のレポートはいつもよりスムーズにできたと思います。再帰呼び出しという新しいことを学んだけど、それ以前に基礎
力がまだまだたりないなあと思う課題でもありました。これからはもっとむずかしくなると思うので、今のうちに基礎を固め
ようと思います。