第4回 基本クラスライブラリ（5月8日）

今日の課題

• コレクションクラス
• 文字と文字列
• ポリモーフィズム

■ コレクション

複数のオブジェクトを束ね持つオブジェクトのことをコレクションという。オブジェクトを順に並べて束ね持つクラスには「配列(Array)」がある。順番に意味が無いクラスには「Bag」がある。

例題１

Bag に「星（StarMorph）」を3つ入れてみよう。Workspace上で以下を実行すればよい。

b := Bag new
b add: (StarMorph new openInWorld position: 100@130)
b add: (StarMorph new openInWorld position: 95@100)
b add: (StarMorph new openInWorld position: 120@115)

コレクションのメソッド（1）

次のメソッドにより、集めたオブジェクトの数や、特定のオブジェクトの有無について調べることができる。

• size 個数を数える。
• isEmpty 空っぽならば true を返す。
• includes:〈オブジェクト〉 引数の〈オブジェクト〉が入っているならば true を返す。

Bag の場合、順序を問わず要素を追加することができる。

• add:〈オブジェクト〉

Array の場合、大きさや指定番目へのアクセスができる。

• new:〈大きさ〉 指定する大きさの配列を持つオブジェクトを作る。（例. a := Array new: 20）
• at:〈番目〉指定番目の要素を取り出す
• at:〈番目〉put:〈要素〉 指定番目に要素を与える

コレクションのメソッド（2）

集めたオブジェクトの 1 つずつに対して、ブロックの処理をすることができる。

• do: １個ずつの要素について、ブロックの処理を実行する。
• collect: １個ずつの要素について、ブロックの処理を実行し、結果を集めたコレクションを返す。
• select: １個ずつの要素について、ブロックの処理を実行し、結果が true になったときの要素を集めたコレクションを返す。
• reject: select の逆で false のものを返す。
• detect: １個ずつの要素について、ブロックの処理を実行し、結果が true になった最初の要素を返す。

例題2

Bag に集めた星を全て消してみよう。

（例題1）を実行後の変数 b を使う。
b do: [: s | s delete]

Bag の中から取り出した1つのオブジェクトを、変数 s としている。

そのオブジェクトに対して delete のメッセージを送っている。

練習1

Workspace 上で操作をして、偶数のみを Transcript に表示しよう。

do: と ifTrue: を使う場合

a := #( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 )
a do: [: i |
  ( i が偶数か調べる ) trueのオブジェクトに引数（ブロック）の処理をしてもらう
]

ヒント1：「i が偶数か調べる」方法は、数のオブジェクトに「even」というメッセージを送る。もし偶数ならば true オブジェクトが返され、そうでなければ false オブジェクトが返される。

ヒント2： Transcript show: i; cr とすると、表示した後、改行する。

こたえは、ここ。

練習2

Workspace 上で操作をして、偶数のみを Transcript に表示しよう。

select を使う場合

a := #( 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 )
b := a からselect:を使って偶数のみを抽出する
b do: [: i | bの要素を1つずつ表示する]

ヒント1： select: の引数はブロック

ヒント2： ヒント1のブロックでは、要素iが偶数か調べるだけでよい。調べた結果が true の時、select: の返り値であるコレクションに、そのオブジェクトが入れられるからである。

こたえは、ここ。

発展

練習1、2では、変数 a、b を使っていたが、オブジェクト指向プログラミングでは、作業用の変数を使わずにプログラムを作ることが多い。変数 a、b を使わないで、練習1、2と同等の動作をさせてみよう。

■ 文字と文字列

文字は、＄記号を使って記述する。

例

a := $H
b := $e
c := $l
d := $o
Transcript show: a
Transcript show: b
Transcript show: c
Transcript show: c
Transcript show: d
Transcript cr

文字列は、文字のコレクションである。

例

s := #( $H $e $l $l $o )
s do: [: c | Transcript show: c]
Transcript cr

Transcript show: s ; cr   （←期待どおりには動かないだろう）

文字列を操作する際、コレクションであることを意識したプログラム（たとえば、上記のように do: を使う）は読みにくい。そこで、簡単に操作できるように、String クラスが用意されている。

練習3

System Browser の「カテゴリ」ペイン（ウインドウの左上）で、コントロールキーを押しながら、左クリックをすると、メニューが表示される。「find class (f)」を選択し、検索用のウインドウで、「String」と入力してみよう。

「文字列」という選択肢を選ぶと、「String」クラスの定義を参照することができる。

問1 Stringクラスのスーパークラスは何だろう？

問2 問1の答えとなるクラスのスーパークラスは何だろう？

■ ポリモーフィズム

種類の異なるオブジェクトでも、同じ名前のメソッドを持ち、その振舞いが共通しているとき、オブジェクトにメッセージを送る側から見ると、ある振舞いを期待しながら、オブジェクトの区別をせずに、メッセージを送ることができる。逆に言えば、同じメッセージを送っているにもかかわらず、受信側のオブジェクトごとに内部の処理が異なることがある。こうした性質をポリモーフィズムと呼ぶ。

練習4

第2回の宿題で作成したクラス(たとえば、携帯電話とお財布携帯)を使って workspace 上で以下を順に練習しよう。

1. 上位のクラス(たとえば、携帯電話)のインスタンスを3つ作り、それぞれを変数a1, a2, a3に格納せよ。個別の情報(たとえば、電話番号)は登録しておくこと。
2. 下位のクラス(たとえば、お財布携帯)のインスタンスを3つ作り、それぞれを変数b1, b2, b3に格納せよ。個別の情報(たとえば、電話番号)は登録しておくこと。
3. Array の変数 c を用意して、a1からb3までを c に格納せよ。
4. c のひとつひとつに対して、両クラスに共通するメソッド(たとえば、電話番号の表示)を実行せよ。

練習5

workspace と transcript を用いて以下を順に練習しよう。

1. 1 から 10 までの整数を格納した Array を変数 a とせよ。
2. 文字列インスタンス 'Tottori University' を変数 b とせよ。
3. 1 から 100 までの偶数を格納した Bag を変数 c とせよ。
4. 変数 a, b, c を格納した Bag を変数 d とせよ。
5. 変数 d の各要素の大きさを Transcript に表示せよ（size というメッセージがポリモーフィズムのおかげで使えることに注意しよう）。
6. 変数 a, b を格納した Bag を変数 e とせよ。
7. 変数 e の各要素のさらに中で数えて 10 番目の要素を Transcript に表示せよ。