演習: クラスとインスタンス

前半（1-A〜1-G）は本文の構文と典型的なつまずきを扱います。後半（1-H〜1-J）は複数フィールドのクラスにメソッドや状態変更を組み込みます。各問題ごとに新しい .java ファイルでクラスを定義し、Main.java の main メソッドから動作確認します。

1-A. Counter の定義

カウンターを表す Counter クラスを Counter.java に定義してください。次のとおり定義します。

• フィールド: count（int）
• コンストラクターで初期値を受け取って初期化する
• getCount(): 現在の count を返す

Main.java

Counter c = new Counter(0);
System.out.println(c.getCount());

出力例:

0

ヒント

コンストラクターはクラス名と同じ名前で定義し、引数で受け取った値を this.count = count; のようにフィールドへ代入します。getCount() は引数なしで int を返すメソッドで、return count; でフィールドの値を返します。

1-B. Counter に increment を追加

Counter に increment() メソッドを追加してください。count を 1 増やす状態変更のメソッドで、戻り値はありません（void）。

Main.java

Counter c = new Counter(0);
c.increment();
c.increment();
c.increment();
System.out.println(c.getCount());

出力例:

3

ヒント

void メソッドは return 文が不要です。count = count + 1; または count++; で値を 1 増やせます。メソッドの中ではフィールドに直接アクセスできます。

1-C. Point の定義

座標を表す Point クラスを定義してください。次のとおり定義します。

• フィールド: x（int）、y（int）
• コンストラクターで両方の値を受け取って初期化する
• show(): (x, y) の形式で出力

Main.java

Point p = new Point(3, 5);
p.show();

出力例:

(3, 5)

ヒント

引数 2 つのコンストラクターは public Point(int x, int y) の形式です。フィールドと引数の名前が同じなので、this.x = x; のように this. を使います。show() は (、x の値、, 、y の値、) を文字列連結で組み立てます。

1-D. Point に distanceFrom を追加

Point に distanceFrom(Point other) メソッドを追加してください。他の Point を受け取って、その点までの距離を double で返します。2 点間の距離は √((x₁ - x₂)² + (y₁ - y₂)²) です。

Main.java

Point a = new Point(0, 0);
Point b = new Point(3, 4);
System.out.println(a.distanceFrom(b));

出力例:

5.0

ヒント

引数の型は Point。メソッドの中では自分のフィールド x、y と、引数のフィールド other.x、other.y を使い分けます。平方根は Math.sqrt(...) で求められます。

1-E. Person の定義

人を表す Person クラスを定義してください。次のとおり定義します。

• フィールド: name（String）、age（int）
• コンストラクターで両方の値を受け取って初期化する
• introduce(): 私は田中、25歳です のような自己紹介文を出力

Main.java

Person p = new Person("田中", 25);
p.introduce();

出力例:

私は田中、25歳です

ヒント

コンストラクターで this.name = name; this.age = age; のようにフィールドへ代入します。introduce() は戻り値なし（void）のメソッドで、System.out.println("私は" + name + "、" + age + "歳です"); のように文字列連結で出力します。

1-F. Person に birthday を追加

Person に birthday() メソッドを追加してください。age を 1 増やします。誕生日を迎えるたびに呼び出します。

Main.java

Person p = new Person("田中", 25);
p.introduce();
p.birthday();
p.introduce();

出力例:

私は田中、25歳です
私は田中、26歳です

ヒント

1-B の Counter.increment と同じパターンです。void メソッドで age = age + 1; または age++; を書きます。

1-G. this 書き忘れの出力予測

次のコードを実行すると何が出力されるかを、コンパイルする前に予測してください。予測したあとで実際にコンパイル・実行し、結果を確認します。

Sample.java

public class Sample {
  String name;

  public Sample(String name) {
    name = name;
  }
}

Main.java

Sample s = new Sample("田中");
System.out.println(s.name);

ヒント

本文 this キーワード の警告ボックスを参照してください。フィールドと引数の名前が同じ場合、this. を書かないとフィールドには代入されません。コンストラクターの中の name = name; は、引数 name に引数 name を代入しているだけで、フィールドの name は初期値の null のまま残ります。

1-H. Book の定義と sell メソッド

書籍を表す Book クラスを定義してください。次のとおり定義します。

• フィールド: title（String）、price（int）、stock（int）
• コンストラクターで 3 つの値を受け取って初期化する
• show(): 書名・価格・在庫を こころ: 650円 (在庫 3) の形式で出力
• sell(int quantity): 在庫を quantity 冊販売する状態変更メソッド。quantity は 1 以上の値を想定する
  • quantity が現在の stock 以下なら、stock を quantity 分減らして 『書名』を quantity 冊販売しました を出力
  • quantity が stock より多いなら、『書名』は在庫不足です（在庫 stock、要求 quantity） を出力して在庫を変えない

Main.java

Book b = new Book("こころ", 650, 3);
b.show();

b.sell(2);
b.show();

b.sell(5);
b.show();

出力例:

こころ: 650円 (在庫 3)
『こころ』を2冊販売しました
こころ: 650円 (在庫 1)
『こころ』は在庫不足です（在庫 1、要求 5）
こころ: 650円 (在庫 1)

ヒント

sell は 1-B の Counter.increment と同じく状態を変更するメソッドですが、引数を受け取り、条件によって振る舞いが変わります。if で quantity <= stock を判定して、成立する場合だけ stock -= quantity; を実行します。

メソッドの中ではフィールド title も stock も直接参照できます。Book は後の章の統合演習でも登場します。

1-I. Book 配列から在庫切れを抽出

Main.java で 4 冊分の Book インスタンスを配列で作り、在庫が 0 の本のタイトルだけを出力してください。

Main.java

Book[] books = {
  new Book("こころ", 650, 3),
  new Book("吾輩は猫である", 780, 0),
  new Book("ノルウェイの森", 680, 5),
  new Book("人間失格", 590, 0),
};

// ここで在庫が 0 の本のタイトルを出力する

出力例:

吾輩は猫である
人間失格

ヒント

Book にフィールド stock を読むメソッド（getStock()）と title を読むメソッド（getTitle()）を追加してから利用するか、books[i].stock のように直接アクセスしても構いません。拡張 for 文 for (Book b : books) で配列を走査し、if で在庫が 0 の本だけを出力します。

1-J. Person リストの平均年齢

Main.java で複数の Person インスタンスを List<Person> に入れて、全員の平均年齢を出力してください。

Main.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

List<Person> people = new ArrayList<>();
people.add(new Person("田中", 25));
people.add(new Person("鈴木", 32));
people.add(new Person("佐藤", 28));
people.add(new Person("中村", 41));

double average = 0;
// ここで average に平均年齢を代入する

System.out.println("平均年齢: " + average);

出力例:

平均年齢: 31.5

ヒント

Java 基礎の 合計と平均 と同じパターンを Person のリストに適用します。拡張 for 文 for (Person p : people) で各要素を取り出し、age フィールドを合計します。平均は double で出力するので、(double) sum / people.size() のように片方を double にキャストします。