プログラミング実習I : 課題 R5

• 「実行する命令(※)」の部分で，定義したメソッドを呼び出した際に実行される命令を書く

   1: public class Test {
   2:     public void メソッド名() {
   3:           実行する命令(※)
   4:     }
   5: 
   6:     public void run() {
   7:         ...
   8:         メソッド名();
   9:         ...
  10:     }
  11: }
  

以下のサンプルプログラムでは，以下を行っている

• 引数と戻り値がない drawNumbers メソッドを Sample クラス内に定義している
• 定義した drawNumbers メソッドを run メソッドから呼び出している

public class Sample extends MyFrame2 {

    /** 0 から 9 までをウィンドウに表示するメソッドの定義(引数なし，戻り値なし) */
    public void drawNumbers() {

        int n = 10;    // 表示する数字の最大値 + 1
        int x = 50;    // 文字描画の左下 x 座標
        int y = 100;   // 文字描画の左下 y 座標
        int s = 20;    // 文字のサイズ

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            drawString("" + i, x, y, s); // ウィンドウに i が表示される
            x += 25;
        }
    }

    public void run() {
        drawNumbers();  // 定義したメソッドを呼び出す
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Sample();
    }
}

• 「実行する命令(※)」の部分で，定義したメソッドを呼び出した際に実行される命令を書く

   1: public class Test {
   2:     public void メソッド名(引数1の型 引数1, 引数2の型 引数2) {
   3:           実行する命令(※)
   4:     }
   5: 
   6:     public void run() {
   7:         ...
   8:         メソッド名(値1, 値2);
   9:         ...
  10:     }
  11: }
  

• ※ 3 つの引数を持つメソッドを定義する際には，2 行目を以下のように書き換えればよい

  public void メソッド名(引数1の型 引数1, 引数2の型 引数2, 引数3の型 引数3) {
  

• 定義したメソッドを呼び出した際に，「値1」と「値2」がそれぞれ「引数1」と「引数2」に代入される
• 注意：定義された引数の数だけ，値を指定して呼出さないとエラーとなる
  • ↑の例では，2つの引数のメソッドを定義しているので，値を 2 つ指定している

• drawNumbers : n (int 型)を引数として持ち，0 から n-1 までの数字をウィンドウに表示する
• drawNumbersWithSize : n (int型) と s (int型) の 2 つを引数として持ち，大きさ s で 0 から n-1 までの数字をウィンドウに表示する

• 呼び出しの際に 8 が drawNumbers に与えられている
  • 0 から 7 までの数字がウィンドウに表示される(図 2)
• 注意：以下のサンプルプログラムでは同じ名前の変数が定義されている
  • 例えば，以下の変数
    • drawNumbers メソッドの変数 x
    • drawNumberslWithSize メソッドの変数 x

  • このことに関しては，変数のスコープについて の項目を参考にすること

    public class Sample extends MyFrame2 {
    
        /** 0 から n-1 までの数字をウィンドウに表示するメソッドの定義(引数あり，戻り値なし) */
        public void drawNumbers(int n) {
    
            int x = 50;    // 文字描画の左下 x 座標 (★1)
            int y = 100;   // 文字描画の左下 y 座標
            int s = 20;    // 文字のサイズ
    
            for (int i = 0; i < n; i++) {    // △△
                drawString("" + i, x, y, s); // ウィンドウに数字 i が表示される
                x += 25;
            }
            // ★1 で定義されている変数 x のスコープはここまで (★2)
        }
    
        /** 大きさ s で 0 から n-1 までの数字をウィンドウに表示するメソッドの定義(引数あり，戻り値なし) */
        public void drawNumbersWithSize(int n, int s) {
    
            int x = 50;    // 文字描画の左下 x 座標 (★★1)
            int y = 100;   // 文字描画の左下 y 座標
    
            for (int i = 0; i < n; i++) {    
                drawString("" + i, x, y, s); // ウィンドウに数字 i が表示される
                x += 25;
            }
            // ★★1 で定義されている変数 x のスコープはここまで (★★2)
        }
        public void run() {
            drawNumbers(8);   // 定義したメソッドを呼び出し，0 から 7 までの数字を表示
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            new Sample();
        }
    }
    

    

    図2: ↑のサンプルプログラムで表示されるウィンドウ

• この範囲のことを「スコープ」と言います
• Java では，ある変数のスコープの中に同じ名前の変数を定義することはできません
  • 逆にスコープが違っていれば，同じ名前の変数を定義して使用することができます
• ここでは，いくつかのよくある変数のスコープについて簡単に説明します

• ↑のサンプルプログラムでは，以下の変数がメソッド内で定義された変数になります
  • drawNumbers メソッドの変数 n, x, y, s
  • drawNumbersWithSize メソッドの変数 n, s, x, y
• スコープの始まり → 変数を定義した場所
• スコープの終わり → メソッドの終わり
• スコープの例
  • drawNumbers メソッドの変数 x のスコープは，★1〜★2
  • drawNumbersWithSize メソッドの変数 x のスコープは，★★1〜★★2
• 別のメソッドで定義された変数はスコープが異なるため，変数名が同じでも問題ない
  • drawNumbers と drawNumbersWithSize のそれぞれのメソッドで変数 x が定義されていても問題ない

• 例：↑のサンプルプログラムにおける for 文のカウンタ変数 i
  • drawNumbers の △△ にある for 文の i など
• スコープの始まり → for 文の始まり
• スコープの終わり → for 文の終わり
• △△ にある for 文のカウンタ変数 i を，この for 文の外で使用することはできない

• 「実行する命令(※)」の部分で，定義したメソッドを呼び出した際に実行される命令を書く

  • 最後に実行される命令として「return 戻り値;」を書く
    • 定義したメソッドの処理は，return 命令で終わる
    • 定義したメソッドの実行結果として，ここで書いた値が返される

   1: public class Test {
   2:     public 戻り値の型 メソッド名(引数1の型 引数1, 引数2の型 引数2) {
   3:           実行する命令(※)
   4: 
   5:           return 戻り値;
   6:     }
   7: 
   8:     public void run() {
   9:         ...
  10:         変数 = メソッド名(値1, 値2);
  11:         ...
  12:     }
  13: }
  

• 定義したメソッドを呼び出した際に，「値1」と「値2」がそれぞれ「引数1」と「引数2」に代入される
• 定義したメソッドの実行後に，その戻り値が 10 行目の左辺の変数に代入される

• min メソッドの仕様
  • 引数： 整数 a と 整数 b
  • 戻り値： a と b の小さい方の値

• Line.java

  public class Line extends MyFrame2 {
  
      /** a と b のうち小さい方を返すメソッド */
      public int min(int a, int b) {
          if (a < b) {
              return a;
          } else {
              return b;
          }
      }
  
      /** a の絶対値を返すメソッド */
      public int abs(int a) {
          if (a < 0) {
              return -a;
          } else {
              return a;
          }
      }
  
      public void drawHorizontalLine(int x0, int x1, int y) {
         // TODO: 座標 (x0, y) から座標 (x1, y) に水平線を描く
      }
  
      public void drawVerticalLine(int y0, int y1, int x) {
         // TODO: 座標 (x, y0) から座標 (x, y1) に垂直線を描く
      }
  
      public void drawRect(int x, int y, int w, int h) {
         // TODO: 左上の座標が (x, y) で，幅 w および 高さ h の四角形(塗りつぶし無し)を描画する(↑の 2 つのメソッドを使うこと)
      }
  
      public void run() {
         // TODO: drawRect メソッドを呼び出す
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          new Line();
      }
  
  }
  

• drawHorizontalLine : 水平線を描画するメソッド
• drawVerticalLine : : 垂直線を描画するメソッド
• drawRect : 塗りつぶし無し の四角形を描画するメソッド

• ※ 説明のために，四角形(塗りつぶし無し) には左上から順番に，0 番, 1 番, … \(n-1\) 番の番号が付けられているとする
• 満たすべき条件
  • 描画する四角形の個数 \(n\) を変更できるようにすること
  • for 文を用い，その中でのみ drawRect を呼び出すこと
  • \(i\) 番目の四角形の左上の座標が \((10*i +20, 10*i + 80)\) となること
    • ※ \(i = 0, 1, ..., n-1\) とする
  • 全ての四角形の幅 \(w\) および高さ \(h\) は 50 とすること
• レポートには，\(n\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けること
  • \(n\) = 「学籍番号の下 1 ケタ」 + 3
    • 例えば，学籍番号が 12345678 である時，\(n = 8 + 3 = 11\) となる

• Circle.java

  public class Circle extends MyFrame2 {
  
      public void fillOvalWithBorder(int x, int y, int r, int w) {
          // TODO: 枠線がある円(塗りつぶし有り)を描画
      }
  
      public void run() {
         // TODO: fillOvalWithBorder メソッドを呼び出す
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          new Circle();
      }
  
  }
  

• fillOvalWithBorder: 枠線がある円(塗りつぶしあり)を描画するメソッド

• ※ 説明のために，円(塗りつぶしあり) には左上から順番に，0 番, 1 番, … \(n-1\) 番の番号が付けられているとする
• 満たすべき条件
  • 描画する円(塗りつぶしあり)の個数 \(n\) を変更できるようにすること
  • for 文を用い，その中でのみ fillOvalWithBorder を呼び出すこと
  • \(i\) 番目の円の左端と上端が \((45*i + 20, 80)\) となること
    • 枠線の太さ \(w\) は \(i+1\) とすること
    • ※ \(i = 0, 1, ..., n-1\) とする
  • 全ての円の半径 r は 20 とすること
• レポートには，\(n\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けること
  • \(n\) = 「学籍番号を 5 で割った余り」 + 3
    • 例えば，学籍番号が 12345678 である時，\(n = 3 + 3 = 6\) となる

• Digit.java

  public class Digit extends MyFrame2 {
  
      public int getDigit(int n, int k) {
          // TODO: 正の整数 n の k 桁目を数字返す(※桁 k は 1 オリジン)
      }
  
      public void run() {
         // TODO: getDigit メソッドを呼び出す
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          new Digit();
      }
  
  }
  

• getDigit: 与えられた正の整数 \(n\) を 10 進数で表記した際の下から \(k\) 桁目の数字(0〜9)を返すメソッド
  • ※ 例えば，\(n = 12345678\) で \(k = 2\) の時，getDigit(n, k) は 7 を返す
  • ※ 桁 \(k\) は 1 オリジンである(1 桁，2 桁，3 桁，… と数える)

• 満たすべき条件
  • \(n\) を変更できるようにすること
  • for 文を用い，その中でのみ getDigit を呼び出すこと
    • for 文は k = 1, 2, …, 10 と変化させること
    • getDigit(n, k) の返り値 \(d\) を，drawString を用いて描画すること
      • ただし，drawString に与える左下の座標を \((30*k + 20, 80)\) とする
      • ※ drawString の第 1 引数を 「"" + d」 とすれば，返り値 \(d\) を描画できる
      • ※ drawString に与える文字サイズは 20 とすること
• レポートには，\(n\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けよ
  • n = 自身の学籍番号

• Circle.java

  public class Circle extends MyFrame2 {
  
      public void drawCircle(int cx, int cy, int r) {
          // TODO: メソッドの中身を書く
      }
      public void run() {
          // TODO: drawCircle を呼出して，半径が異なる n 個の同心円を表示
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          new Circle();
      }
  }
  

• drawCircle メソッド： 円(塗りつぶし無し) を描画する

• ※ 説明のために，円(塗りつぶし無し) には中心から外側に向けて，0 番, 1 番, … \(n-1\) 番の番号が付けられているとする
• 満たすべき条件
  • \(n\) を変更できるようにすること
  • for 文を用い，その中でのみ drawCircle を呼び出すこと
  • すべての円の中心の座標が \((150, 150)\) となること
  • \(i\) 番目の円の半径 \(r\) が \((i+1)*10\) となること
    • ※ \(i = 0, 1, ..., n-1\) とする
• レポートには，\(n\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けよ
  • \(n\) = 「学籍番号の下 1 ケタ」 + 3

• drawSpiral メソッド： 渦巻を描画する

• 満たすべき条件
  • 合計 6 つの渦巻を 2 段に分けて描画すること
    • 上段： 左から順に，回転数 num = 1, 2, 3 の渦巻を描画すること
      • 初期角度 deg はどれも 0°
    • 下段： 左から順に，初期角度 deg = 90°，180°, 270°の渦巻を描画すること
      • 回転数 num はどれも 4
      • ただし，下段の一番左の渦巻には，参考のために，初期角度(=最終角度) deg = 90°を赤で示している

• drawLine : 線分を描画するメソッド
• drawDiamond : 菱形(塗りつぶしなし)を描画するメソッド

• ※ 説明のために，菱形(塗りつぶしなし) には中心から外側に向けて，0 番, 1 番, … \(n-1\) 番の番号が付けられているとする
• 満たすべき条件
  • 描画する菱形の個数 \(n\) を変更できるようにすること
  • for 文を用い，その中でのみ drawDiamond を呼び出すこと
  • すべての菱形の中心の座標が \((200, 200)\) となること
  • \(i\) 番目の菱形の幅 \(w\) および高さ \(h\) がそれぞれ以下となること
    • ※ \(i = 0, 1, ..., n-1\) とする
    • 幅 \(w = 20 \times i + 50\)
    • 高さ \(h = 10 \times i + 100\)
• レポートには，\(n\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けよ
  • \(n\) = 「学籍番号の下 1 ケタ」 + 3

• CircleAndLine.java 内で main メソッドや run メソッドが複数存在しないように気をつけること

• drawClock メソッド： 指定した時刻のアナログ時計を描画する

• レポートには，\(h\) と \(m\) を以下で与えた実行結果のスクリーンショットを貼り付けよ
  • \(h\) : 学籍番号を 12 で割った余り
  • \(m\) : 学籍番号を 60 で割った余り