第2回: 演算子、変数と型、文字列、if文と繰り返し処理

Processing と Java の対応

今回扱う範囲はProcessingと共通するものが多くあります。ただし、Javaでは型の種類やコンパイル手順をより明確に意識します。

項目	Processingとの違い	今回の注目点
演算子	基本は同じ	ビット操作演算子も確認する
変数の宣言	基本は同じ	型を先に書いてから変数名を書く
変数型	Javaのほうが多い	long、short、byte、double など
文字列	基本は同じ	特殊文字はエスケープする
条件分岐・繰り返し	基本は同じ	break、continue の動きも確認する

作成・コンパイル・実行の流れ

コマンドプロンプト、テキストエディタ、演習用フォルダを開く。
ソースコードを作成し、クラス名と同じ名前の .java ファイルとして保存する。
javac クラス名.java でコンパイルする。
java クラス名で実行する。

cmd

javac OperatorSample.java
java OperatorSample

Javaでは、公開クラスの名前とファイル名を一致させます。たとえば class OperatorSample なら、保存名は OperatorSample.java です。

演算子

算術演算子は数値計算、比較演算子は true / false の判定、論理演算子は条件の組み合わせに使います。

02-j-3 / OperatorSample.java

class OperatorSample {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(10 + 20);  // 30
    System.out.println(30 - 40);  // -10
    System.out.println(50 * 60);  // 3000
    System.out.println(70 / 80);  // 0
    System.out.println(90 % 10);  // 0
  }
}

整数同士の割り算では、小数点以下が切り捨てられます。70 / 80 は 0.875 ではなく 0 です。

比較演算子

式	意味	結果
100 < 110	より小さい	true
100 > 110	より大きい	false
100 <= 100	以下	true
100 >= 100	以上	true
100 == 110	等しい	false
100 != 110	等しくない	true

論理演算子

LogicSample.java

boolean a = true;
boolean b = false;

System.out.println(a & b);  // false: AND
System.out.println(a | b);  // true: OR
System.out.println(a ^ b);  // true: XOR
System.out.println(!a);     // false: NOT

インクリメントとビットシフト

x++ と ++x は、どちらも変数 x を1増やします。ビットシフトは整数の内部表現を左右にずらす演算です。

式	動き	結果
-8 >> 2	符号を維持して右に2ビットシフト	-2
-8 >>> 2	左端を0で埋めて右に2ビットシフト	1073741822
-8 << 2	左に2ビットシフト	-32

変数と型

Javaの変数は、値そのものを扱う基本型と、オブジェクトへの参照を扱う参照型に大きく分けられます。String は文字列ですが、分類としては参照型です。

型	用途	ラッパークラス
int	32bit整数	Integer
long	64bit整数	Long
short	16bit整数	Short
byte	8bit整数	Byte
char	1文字	Character
float	32bit浮動小数点数。値の末尾に f を付ける	Float
double	64bit浮動小数点数	Double
boolean	true または false	Boolean

オーバーフロー

02-j-401 / OverflowSample.java

class OverflowSample {
  public static void main(String[] args) {
    int max = Integer.MAX_VALUE;
    System.out.println(max);
    System.out.println(max + 1);
  }
}

出力を確認する

output

2147483647
-2147483648

表現できる最大値を超えると、期待した数学的な結果ではなく、型の範囲に従った値になります。

ラッパークラスと文字列からの変換

02-j-402 / ParseSample.java

class ParseSample {
  public static void main(String[] args) {
    String a = "1234";
    String b = "5678.9";

    int n = Integer.parseInt(a);
    double d = Double.parseDouble(b);

    System.out.println(n + 10);   // 1244
    System.out.println(d + 0.1);  // 5679.0
  }
}

型キャスト

表現範囲の広い型へ代入する場合は自動変換されます。狭い型へ入れる場合は、失われる情報があるため明示的なキャストが必要です。

CastSample.java

class CastSample {
  public static void main(String[] args) {
    int a = 100;
    long b = a;       // 自動変換
    int c = (int) b;  // 明示的なキャスト
  }
}

文字列の扱い

文字列は String 型で扱います。文字列内にダブルクォーテーションや改行などの特殊な文字を入れる場合は、エスケープシーケンスを使います。

02-j-5 / StringSample.java

class StringSample {
  public static void main(String[] args) {
    String s1 = "私は\"学生\"です";
    System.out.println(s1);
  }
}

書き方	意味
\b	バックスペース
\t	水平タブ
\n	改行
\'	シングルクォーテーション
\"	ダブルクォーテーション
\\	円マークまたはバックスラッシュ

条件分岐と繰り返し処理

Javaの if、switch、for、while の基本形はProcessingとほぼ同じです。処理が1文だけの場合、中かっこは省略できますが、最初は省略せずに書くほうが読み間違いを防げます。

02-j-601 / ControlSample.java

class ControlSample {
  public static void main(String[] args) {
    int score = 80;

    if (score >= 60) {
      System.out.println("合格");
    } else {
      System.out.println("再提出");
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
      System.out.println(i);
    }
  }
}

switch-case の注意点

switch 文では、各 case の最後に break を書かないと、次の case の処理も続けて実行されます。この動きをフォールスルーと呼びます。

02-j-602 / SwitchSample.java

class SwitchSample {
  public static void main(String[] args) {
    int label = 2;

    switch (label) {
      case 1:
        System.out.println("label1");
        break;
      case 2:
        System.out.println("label2");
        break;
      default:
        System.out.println("その他");
    }
  }
}

for / while / do-while

for 初期化、条件、増分を1行にまとめて書く。回数が見えている繰り返しに向いています。
while 条件を先に判定する。条件が最初からfalseなら一度も実行されません。
do-while 処理を先に実行してから条件を判定するため、必ず一度は実行されます。

02-j-603 / LoopControlSample.java

class LoopControlSample {
  public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      if (i == 1) {
        continue; // この周回だけスキップ
      }
      if (i == 4) {
        break;    // ループを終了
      }
      System.out.println(i);
    }
  }
}