Java | 11 | 配列 - 学生向けプログラミング入門

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Javaでの配列を使用したプログラムは、データを順序付けて格納し、効率的に操作するための手段として使用されます。

Visual Studio Codeで以下の「Hairetsu.java」ファイルを作成して下さい。

新規作成　【Hairetsu.java】

public class Hairetsu { 
	public static void main ( String[] args ) {

		int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
		int tmp;

		for( int i=0; i<a.length; i++ ) {

			tmp = a[i] * a[i];
			System.out.println( a[i] + "*" + a[i] + "=" + tmp );
		}
	}
}

配列を扱うには次のようにします。

配列を宣言する。
int a[ ];

配列のためのメモリを確保する。
a = new int[10];

配列宣言と同時に直接値を代入する。
int a[ ] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

今回は配列宣言と同時に直接値を代入しています。
小さなプログラムのため、あえて確保するメモリの大きさを指定しませんでした。

大規模なプログラムになると処理スピードに影響が出ますので、必ずメモリの大きさを指定した方が良いです。

メモリを確保するには、new演算子を使います。

配列の宣言とメモリの確保を同時にするには次のように書きます。
int a[ ] = new int[10];

どちらでも好きな方を使用してください。

今回のプログラムでメモリ領域を確保する場合、次のようになります

int a[ ];
a = new int[10];
a[ ] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

また、配列に代入した値を使用する場合は、次のように使用します。

a[0];
a[3];

配列をわかりやすく書くと次のようになります。
int a[] = { a[0],a[1],a[2], a[3], a[4], a[5], a[6], a[7], a[8], a[9] };

上記より、a[0]は1であり、a[5]は6、a[9]は10となります。
これを使って計算などを行うには次のようにします。

int tmp = a[5] + a[7];

変数tmpの値は6 + 8で14となります。

また、配列の数を表すには次のようなやり方があります。

変数名.length

【使用例】a.length

今回のa.lengthは10になります。

コンパイルして出力結果を確認します。

~/Desktop/Programming/JP $ javac Hairetsu.java

~/Desktop/Programming/JP $ java Hairetsu     
1*1=1
2*2=4
3*3=9
4*4=16
5*5=25
6*6=36
7*7=49
8*8=64
9*9=81
10*10=100

Visual Studio Codeで以下の「Hairetsu2.java」ファイルを作成して下さい。

新規作成　【Hairetsu2.java】

public class Hairetsu2 { 
	public static void main ( String[] args ) {

		int[] data = { 10, 75, 24, 32, 98,
				72, 88, 43, 60, 35,
					54, 62, 2, 12, 82,
			};

		int sum = 0;

		for( int i=0; i<data.length; i++ ) {
			sum += data[i];
		}
		System.out.println( "合計:" + sum );
	}
}

合計を求めるプログラムです。

sum += data[i];
の意味は
sum = sum + data[i];
と同じ意味です。

繰り返されるごとにdata[0]から足されていき、最後には合計が求められます。

出力結果です。

~/Desktop/Programming/JP $ javac Hairetsu2.java

~/Desktop/Programming/JP $ java Hairetsu2     
合計:749

Visual Studio Codeで以下の「Hairetsu3.java」ファイルを作成して下さい。

新規作成　【Hairetsu3.java】

public class Hairetsu3 { 
	public static void main( String[] args ) { 

		int[] data = { 10, 75, 24, 32, 98, 72, 88, 43, 60, 35, 54, 62, 2, 12, 82, };

		int sum = 0;

		for( int i=0; i<data.length; i++ ) { 
			sum += data[i]; 
		}

		float ave =  ((float)sum)/data.length;
		System.out.println( "平均:" + ave );
	}
}

合計を求めるまでは「Hairetsu2.java」と同じですが、平均を求める式のところが違うので説明します。

変数の計算は同じ型同士で行う必要があります。
違う型同士で演算すると思わぬエラーがでたり、予想と違った出力結果になります。

今回は結果を小数点まで求めたかったので、変数aveをfloat型としました。
しかし合計を求める際に変数sumをint型としたため、演算するときに型をそろえる必要が出てきました。
もしint型のまま演算すると答えは49になってしまいます。

そこで次のようにしてsumの型をfloat型にします。

(float)sum

このように型を変えることをキャストといいます。

型をそろえることでfloat同士の演算となりますので小数点以下も求めることができます。

data.lengthは(float)data.lengthとしても良いのですが、必要がないので書いていません。
単にdata.lengthと書けば、javaの方で自動に一番良い型を返してくれます。

またfloatからintなどのバイトの低いほうへキャストするときはデータの型落ちが生じますので気をつけてください。
たとえば49.996などのfloat型をint型にキャストすると、49になってしまいます。

Javaプログラムをコンパイルして出力結果を確認します。

~/Desktop/Programming/JP $ javac Hairetsu3.java

~/Desktop/Programming/JP $ java Hairetsu3      
平均:49.933334

Visual Studio Codeで以下の「Hairetsu4.java」ファイルを作成して下さい。

新規作成　【Hairetsu4.java】

public class Hairetsu4 { 
	public static void main( String[] args ) {

		int[] data = { 10, 75, 24, 32, 98, 72, 88, 43, 60, 35, 54, 62, 2, 12, 82, };

		int max = data[0];

			for( int i=1; i<data.length; i++ ) {

				if( data[i] > max )
					max = data[i];
			}
			System.out.println( "最大値:" + max );	
	}
}

最大値を求めるプログラムです。
結果を確認してみましょう。

~/Desktop/Programming/JP $ javac Hairetsu4.java

~/Desktop/Programming/JP $ java Hairetsu4      
最大値:98

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