プログラミング基礎I(再) 山元進.

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1 プログラミング基礎I(再) 山元進

2 注意事項 １度は講義を受けたことを念頭に置いて講義 遠慮なく質問せよ 4限座学+5限演習 出席をとる(前期同様のシステム) 中間試験を行う。
質問で授業を止めたくないならば、TA の人を呼んで質問すると良い 前期講義の欠席者は、特に注意せよ。 4限座学+5限演習 出席をとる(前期同様のシステム) 中間試験を行う。 期末試験の範囲は教科書 1-8 章

3 はじめに しばらく、Javaに限らないことを話す

4 コンピュータ中のデータと2進数 コンピュータ中のデータ = ON/OFF で表現 ON/OFF → 1/0 とすると2進数
データはすべて２進数として表される 2で繰り上がるのが2進数 10で繰り上がるのが10進数 2進数はケタ多い → 16 進数もよく使う 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 16進数 1 ケタ = 2進数 4 ケタ

5 高級言語 コンピュータへの指令も2進数のデータとして記録されている → 機械語
機械語は、人間がコンピュータにさせたいことを記述するには不向き 数字の羅列は覚えにくい！ 人間の言語体系になるべく近いように作られた言語 : 高級言語

6 データ型 データは全て２進数で表されているが、そのデータを文字と解釈するか、数値と解釈するか、あるいはもっと複雑なデータと解釈するか　→ データの型 数値として解釈するなら数値型 文字として解釈するなら文字型 …

7 10進数→2進数 問: 2010 を2進数で表せ … 210 = 1024, 211 = 2048 (10進数) 2048-32-4-2
(2進数) – (32+4+2) =

8 2進数→16進数 問: 2 進表記された数 1110011000 を 16 進表記に直せ ただ文字を並べても、位取りの意味が不明瞭
(4ケタずつ切る) 398 ただ文字を並べても、位取りの意味が不明瞭 Java では、16進数の先頭に 0x 付加 0x398 → 10進数なら (3×16+9)×16+8=920 16 進数 hexadecimal 類似物に 8 進数あり。先頭に 0 付加 0123 と 123 は値が全く違うので注意!!

9 文字→2進数 (or 16進数) 文字と数との対応表を事前に決めておく 文字を表すデータを文字型、char 型 ASCII コード
アルファベット、数字、記号　→ 1バイト ユニコード 2バイトで1単位、1　or　2単位で1文字 文字を表すデータを文字型、char 型

10 数値→2進数 (整数) 正の整数はそのまま扱う 負の数は２の補数表示を使う (符号なしの整数もある)
ただし、ケタ数は決めておく 31 ビット分 負の数は２の補数表示を使う -1 を 0xffffffff であらわす +1 するとケタがあふれて 0x0 になるのでこう選ぶ 一般の数 x は２の補数表示： x を２進表示 → 0/1 反転 → 1 を足す (符号なしの整数もある)

11 数値→2進数(整数以外) 実数は全部を取り扱うのは困難 倍精度実数 : double 型 単精度実数 : float 型
√2= …. 桁数に限りがない→必要メモリも限りない 仮数部 × 指数部 分かりやすいよう 10 進表示すると → × 102 倍精度実数 : double 型 1つのデータで８バイト 単精度実数 : float 型 1つのデータで4バイト

12 メモリとアドレス メモリ = データを記憶する場所 記憶場所管理のため番号の番号 = アドレス 1 byte = 2 ケタの 16 進数
記憶場所管理のため番号の番号　= アドレス 通常、8 ビット (8 ケタの 2 進数) = 1 バイト ごと 1 byte = 2 ケタの 16 進数 0x00 = メモリの 1 バイト分 0 ２進数表記なら (8ケタ)

13 変数と定数 変数 定数 通常、変数や定数には、ラベル（名前）が付く プログラム実行中に変更され得るデータ
通常、メモリの特定の場所と対応している 定数 プログラム実行中に変更されないデータ 通常、変数や定数には、ラベル（名前）が付く 例： int k; // k という名前の整数(int) 型変数

14 ここからは Java の話

15 Java 高級言語のひとつ 中間コード利用 Java のプログラム実行まで kasu 仮想マシン(インタプリタ)で実行
Sample1.java 中間コード Sample1.class 実行結果 コンパイル javac Sample1.java 実行 java Sample1 仮想マシン上

16 プログラムを書いてみる 後でどこにサンプルを置いたかわかりやすいよう、Kiso1-1 などとディレクトリを作り、その中で作業するとよい。
mkdir Kiso1-1; cd Kiso1-1 Sample1.java を作成して編集する emacs Sample1.java 文字コードに注意(左下に U と出ているか？) 書き終わったら save して終了

17 Sample1.java class Sample1 { public static void main(String args[]) System.out.println("ようこそJavaへ!"); System.out.println("Javaを始めましょう!"); }

18 プログラムを書く際の注意 {} の入れ子構造を字下げで表す。 対応する { と } が、同じケタに来るように。
class Sample1 { public static void main(String args[]) { 　　　　　　　　　　　　　　　　　System.out.println( "ようこそJavaへ!");System.out.println("Javaを始めましょう!"); } 上のような書き方は、Javaの文法上許されるが、私は許さない! 提出課題などでこんなの見つけたら減点する

19 コメントを記述する プログラム中にコメント（註釈）を書ける 1 行の中で, // の右はコメント /* と */ とに囲まれた部分はコメント
/* と */ とに囲まれた部分はコメント コメントに何を書いても実行結果に影響なし コメントは、コードを読む人のために書く

20 コメントの例 class Sample1 // クラスの宣言 クラス名は Sample1 { // クラス Sample1 本体の開始 // 次行から main()メソッド(実行開始場所)の宣言 public static void main(String args[]) { // main() メソッド本体の開始 System.out.println("ようこそJavaへ!"); System.out.println("Javaを始めましょう!"); } // main() メソッド定義の終了 } // クラス定義の終了 // メソッド、クラスの宣言とも、続く{}の中身が本体である // メソッドの宣言が、クラスの宣言の中に入れ子になっている // クラスの概念の詳細は、後の回の講義で行う

21 Sample1.java　の説明 ファイル名(拡張子を除く)と同じにすること！ class Sample1 // クラスの宣言 { // コメント （人間が読むときのための註） public static void main(String args[]) { // main メソッドの宣言 (仮想マシンの実行開始場所) System.out.println("ようこそJavaへ!"); System.out.println("Javaを始めましょう!"); } // メソッド、クラスの宣言とも、続く{}の中身が本体である // メソッドの宣言が、クラスの宣言の中に入れ子になっている // クラスの概念の詳細は、後の回の講義で行う 文末のセミコロン必須(次行も同様) カッコの対応関係には意味あり。 開いたら、必ず正しい位置で閉じること (次行も同様) "(ダブルクォーテイション) は、開くときも閉じるときも同じ記号。対応関係に注意。 "と"で囲まれた部分は文字列データで、全角OK。それ以外では全角不可 特に、全角スペースが文字列データ以外の部分に混じらないように！！

22 重要なポイント Java のコードは１つ以上のクラスからなりたつ main()メソッドからプログラムの処理がはじまる
文は原則として先頭から順番に実行される 文の最後にはセミコロンをつける コメントは人間がコードを理解しやすくするために書く (実行動作には関係しない) インデントや改行を使ってコードを読みやすく

23 プログラムのコンパイル→実行 コンパイル 実行 プログラムの書き間違い、手順違い javac Sample1.java
エラーなし → Sample1.class できる (ls で確認) 実行 java Sample1 Sample1.class が仮想マシンで実行される Sample1 の後に .class をつけるな！！ プログラムの書き間違い、手順違い →エラー出力　読めば何を間違えたか参考になる

24 リテラル literal → 通常は形容詞で、「文字どおりの」 プログラムで値を表す文字列 名詞としては、文字どおりの解釈・意味
Sample1.Java 中では "ようこそJavaへ!" "Javaを始めましょう!" の２つが文字列リテラル。データの内容は ようこそJavaへ! Javaを始めましょう!

25 文字リテラル，文字列リテラル 文字リテラルの例 文字列リテラルの例 ' と " の使い分けに注意 'A', 'B' "ようこそJavaへ!"
' は1文字を囲む " は文字列を囲む

26 数値リテラル 数値リテラルの例 System.out.println(0x398);
920 と表示される (整数はデフォルトで10進表記) System.out.println( e2); e2 は浮動小数点(数)リテラル と表示される ( × 102)

27 Sample3.java class Sample3 { public static void main(String args[]) System.out.println('A'); // 文字リテラル System.out.println("ようこそJavaへ!"); System.out.println(123); // 整数リテラル }

28 画面への出力 次のようなメソッドを使う System.out.println() System.out.print()
問 : 両者の違いはなにか？次のページのSample2.java をコンパイルして動かしてみよ

29 Sample2.java class Sample2 { public static void main(String args[]) System.out.print("ようこそJavaへ!"); System.out.print("Javaを始めましょう!"); } // Sample1 と Sample2 の違いは何か？ // 見比べて考え、実行して確かめてみよ。

30 エスケープシーケンス 複数の文字で1文字を表す規則 画面の出力を制御する、特殊な文字など Java プログラム中で特別な意味のある文字
普通の文字で表せない そこで、 \文字 などで表す規則になっている タブ → 印字位置を前もって決めた場所へ移動 復帰→ 印字位置を行の先頭に移動 Java プログラム中で特別な意味のある文字 \ → \\ ' → \' " →\" など System.out.println("\\100"); // 例 文字コードで文字を表すのにも使える 教科書 表2-1を参照せよ

31 Sample4.java class Sample4 { public static void main(String args[]) System.out.println("円記号を出力します。:\\"); System.out.println("アポストロフィを出力します。:\'"); } // エスケープシーケンスを使うと、特殊な文字をあらわすことができる。

32 Sample5.java class Sample5 { public static void main(String args[]) System.out.println("8進数101の文字は\101です。"); System.out.println("16進数0061の文字は\u0061です。 "); } // 文字コードを指定して 文字を出力することができる

33 Sample6.java class Sample6 { public static void main(String args[]) System.out.println("品物\t\t単価\t数量\t金額"); System.out.println("えんぴつ\t10\t2\t20"); System.out.println("消しゴム\t100\t1\t100"); } // エスケープシーケンスを使って、画面の出力を制御できる // タブストップ（\tによって印字位置が移動する場所） // はどこに設定されているか考えよ。ヒント：半角文字換算

34 課題 1.自分の名前を出力するプログラムを作成せよ。
2.「タブ」記号を表すエスケープシーケンス(¥t)を使用し、以下例のように氏名、学籍番号、学部を出力するプログラムを記述せよ。 氏名 山元進 学籍番号 c 学部 コンピュータサイエンス学部 文字列の開始位置 \t でそろえること！！

35 課題提出の注意 提出は 課題2 のみ 課題2 の class 名は Report2 とせよ 時間内にTA の許可を受けること
必然的に、ファイル名も決まる 時間内にTA の許可を受けること 許可のない提出は未提出と同じ扱い