Java初心者勉強会(2015/08/07) ご参加ありがとうございました。

1. Java初心者勉強会
電卓を作ってJavaを学ぼう 2015/08/07(金)

2. 目的
●
Javaを基礎から習得する
●
実際に手を動かして理解を深める
●
アプリ作成を通じプログラムを学ぶ

3. 今日の内容
●
逆ポーランド記法の説明
●
足し算を作る
●
掛け算を追加
●
休憩
●
計算処理を追加しやすい形にする

4. 逆ポーランド記法の説明
●
3 + 4 を 3 4 + と書く
●
( 1+5) * ( 2+3) を 1 5 + 2 3 + * と書く
●
詳しくは...
https://ja.wikipedia.org/wiki/
%E9%80%86%E3%83%9D%E3%83%BC
%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%89%
E8%A8%98%E6%B3%95

5. 1 2 + の場合
1
2 31
1を
PUSH
2を
PUSH
1
2 POP
計算結果を
PUSH
2 + 1 => 3

6. 3 2 1 + * の場合
3
2 33
1を
PUSH
2を
PUSH
3
2
POP
計算結果を
PUSH
1 + 2 => 3
2
1
3を
PUSH
3
1
3
3
3
POP
3 * 3 => 9
9
計算結果を
PUSH

7. まずは
足し算のみで作る

8. プログラム開始を記述
public class Main {
public static void main(String... args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
}
}
Main.java
mainメソッド から始まります
Main.java を新規作成してください。
(補足: public 外から見える static 一つしかない)

9. 実行結果
Hello Calculator!
コマンドプロンプトの場合は Javac Main.java でコンパイルします
java Main で実行します

10. 計算クラスを作る(中は適当
import java.util.Stack;
public class Calculator {
public Calculator() {
}
public int execute(String input) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(Integer.valueOf("1"));
stack.push(Integer.valueOf("2"));
return stack.pop();
}
}
Calculator.java
1
2
１、２と数値の入った箱を積む(PUSHする)プログラムを書きます
上から取り出します(POPする)

11. 計算クラスを呼び出す
public class Main {
public static void main(String... args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Calculator cal = new Calculator();
String test = "";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
Main.java
クラス(Calculator)をnewするとインスタンス(cal)が作れます。
クラス classnew!

12. 実行結果
Hello Calculator!
= 2

13. 計算クラスを呼び出す
public class Main {
public static void main(String... args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Calculator cal = new Calculator();
String test = "1 2 +";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
Main.java
[1] [2] [+] を Calculatorクラスのインスタンスに計算させて 3 を返します

14. 計算クラスを作る
import java.util.Stack;
public class Calculator {
public Calculator() {
}
public int execute(String input) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
for (String s : input.split("s")) {
if ("+".equals(s)) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(Integer.valueOf(num1 + num2));
} else {
stack.push(Integer.valueOf(s));
}
}
return stack.pop();
}
}
Calculator.java
1
2
1 2 +

15. 実行結果
Hello Calculator!
1 2 + = 3

16. 掛け算の処理を追加する

17. 掛け算処理を追加
public class Main {
public static void main(String... args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Calculator cal = new Calculator();
String test = "3 2 1 + *";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
Main.java
[3] [1] [2] [+] [*] を Calculatorクラスのインスタンスに計算させて 9 を返します

18. 掛け算処理を追加
for (String s : input.split("s")) {
if ("+".equals(s)) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(Integer.valueOf(num1 + num2));
} else if ("*".equals(s)) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(Integer.valueOf(num1 * num2));
} else {
stack.push(Integer.valueOf(s));
}
}
Calculator.java
Calculatorクラスに [*] が来た場合の処理を追加します

19. 実行結果
Hello Calculator!
3 2 1 + * = 9

20. - 休憩 -

21. 処理の追加を分業可能にする

22. インターフェースを作る
for (String s : input.split("s")) {
if ("+".equals(s)) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(Integer.valueOf(num1 + num2));
} else if ("*".equals(s)) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(Integer.valueOf(num1 * num2));
} else {
stack.push(Integer.valueOf(s));
}
}
Integer execute(Integer num1, Integer num2);
処理が増える度に
条件分岐を
増やすと大変
処理は共通して
二つの数字を引数に
一つの数字を返す
Calculator.java

23. 起動クラスの修正
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String... args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Map<String, Operator> operators = new HashMap<>();
operators.put("+", new Add());
operators.put("*", new Multi());
Calculator cal = new Calculator(operators);
String test = "3 2 1 + *";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
処理が増えると
ここが増える
Main.java

24. インターフェースを作る
public interface Operator {
Integer execute(Integer num1, Integer num2);
}
処理は共通して
二つの数字を引数に
一つの数字を返す
Operator.java

25. 足し算と掛け算クラス
public class Add implements Operator {
@Override
public Integer execute(Integer num1, Integer num2) {
return Integer.valueOf(num1 + num2);
}
}
public class Multi implements Operator {
@Override
public Integer execute(Integer num1, Integer num2) {
return Integer.valueOf(num1 * num2);
}
}
Add.java
Multi.java

26. 計算クラスを修正import java.util.*;
public class Calculator {
private final Map<String, Operator> operators;
public Calculator(Map<String, Operator> operators) {
this.operators = operators;
}
public int execute(String input) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
for (String s : input.split("s")) {
Operator operator = operators.get(s);
if (operator != null) {
Integer num1 = stack.pop();
Integer num2 = stack.pop();
stack.push(operator.execute(num1, num2));
} else {
stack.push(Integer.valueOf(s));
}
}
return stack.pop();
}
}
処理が増えても
条件分岐を
増やさなくてもよく
なりました
Calculator.java

27. 実行結果
Hello Calculator!
3 2 1 + * = 9

28. 匿名クラスで追加
package com.company;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Map<String, Operator> operators = new HashMap<>();
operators.put("+", new Add());
operators.put("*", new Multi());
operators.put("-", new Operator() {
@Override
public Integer execute(Integer num1, Integer num2) {
return num2 - num1;
}
});
Calculator cal = new Calculator(operators);
String test = "15 3 2 1 + * -";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test)); }
}
処理を匿名クラスで
追加する
Main.java

29. 実行結果
Hello Calculator!
15 3 2 1 + * - = 6

30. Java8のラムダで書くと
package com.company;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Map<String, Operator> operators = new HashMap<>();
operators.put("+", new Add());
operators.put("*", new Multi());
operators.put("-", (Integer num1, Integer num2) -> {
return num2 - num1;
});
Calculator cal = new Calculator(operators);
String test = "15 3 2 1 + * -";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
短くシンプルに
Main.java

31. もう少し短く
package com.company;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Map<String, Operator> operators = new HashMap<>();
operators.put("+", new Add());
operators.put("*", new Multi());
operators.put("-", (num1, num2) -> num2 - num1);
Calculator cal = new Calculator(operators);
String test = "15 3 2 1 + * -";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
もっと短くシンプルに
Main.java

32. 実行結果
Hello Calculator!
15 3 2 1 + * - = 6

33. 割り算を加えて完成
package com.company;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello Calculator!");
Map<String, Operator> operators = new HashMap<>();
operators.put("+", new Add());
operators.put("*", new Multi());
operators.put("-", (num1, num2) -> num2 - num1);
operators.put("/", (num1, num2) -> num2 / num1);
Calculator cal = new Calculator(operators);
String test = "12 15 3 2 1 + * - /";
System.out.format(" %s = %d ", test, cal.execute(test));
}
}
Main.java

34. 実行結果
Hello Calculator!
12 15 3 2 1 + * - / = 2

35. - 本日はここまでです。お疲れ様でした -