プログラミング基礎 II

第十回 (2011年12月5日)

クラスとメソッド

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2011/PB2/lecture10.html

Martin J. Dürst

今日の予定

前回の復習と演習
インスタンス変数へのアクセス
メタプログラミングと宣言的記法
クラスのメソッド
演習

前回の復習

Ruby でデータの種類はクラス
あるクラスに属しているデータはそのクラスのインスタンスという
クラスは class ... end 内に定義可能
インスタンスは .new で作成、initialize で初期化
インスタンスのデータは名前が @ で始まるインスタンス変数で保存

前回の演習 1

12月 2日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に classes.rb のファイル名で投稿

今まで使ったできるだけ多くのクラスの名前を出力するプラグラムを作りなさい。

数では整数と実数、整数の場合に更に小さいものととても大きいもの (例: 10**50) を使ってみなさい。

整数の二種類のクラスの「境界線」の一番近い数を使いなさい。

(例えば irb で試しながら境界線に近づくように試してみてください。)

正解例: classes.rb

前回の演習 1: `Fixnum` と `Bignum`

ある一定数までの整数のクラスは Fixnum
それ以上の整数のクラスは Bignum
ハードウェアによって境界線が異なる
32ビットプロセッサのマシンでは境界線は 2**30 (2**30 は最小の (正) の Bignum)
64ビットプロセッサのマシンでは境界線は 2**62 (2**62 は最小の (正) の Bignum)
Ruby はできるだけプログラムがハードに依存しないように作成されているが、一部ではハードへの依存性は避けられない

前回の演習 1: `true` と `false` と `nil`

比較演算子など結果が真か偽の場合、Ruby での表現:
- true (真、正しい)
- false (偽、間違っている)
「何もない」、「無効」などには Ruby では nil を使用
true、false、nil のクラスはそれぞれ TrueClass、FalseClass、NilClass
そのクラスにそれぞれインスタンスは一つだけ

前回の演習 2

12月 2日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_class.rb のファイル名で投稿

以前作った有名人のプログラム (正解例でも可能) に Person クラスを追加しなさい。

全体のデータは Person の配列 (例: famous_people) として保管

入力の後、最初の10個のインスタンスを中身が見えるように puts で出力

「10個のインスタンス」では Ruby らしい繰り返しを使用

ヒント:

Person の初期化は一行の入力からやった方がいい
(def initialize (line))
本来数値であるもの (身長のど) は初期化で数値に変換
インスタンス変数の名前は分かりやすいように

正解例: famous_class.rb

インスタンス変数へのアクセス

インスタンス内のデータはインスタンスしか見えない
それによって、データはむやみに外からいじられない
インスタンスの外からデータを使用、変更できるためにメソッドが必要
多くのプログラム言語では例えば @bmi の場合、get_bmi と set_bmi が慣例
Ruby の場合、bmi と bmi= が使用

インスタンス変数へのアクセス (実例)

実例 (データの使用):
```
def bmi
  @bmi
end
```
実例 (データの変更):
```
def bmi= (bmi)
  @bmi = bmi
end
```
使用例:
p.bmi= 21
puts p.bmi
⇒ 21

インスタンス変数へのアクセス (単純化)

インスタンス変数をアクセスするメソッドを書くのが簡単だが、つまらない
もっと簡単な方法 (一般的な形):
- インスタンス変数の使用 (読み出し):
  attr_reader :変数名
- インスタンス変数の変更 (書き込み):
  attr_writer :変数名
- 両方 (書き込みと読み出し):
  attr_accessor :変数名

`attr_...` の詳細

具体例:
attr_reader :name
attr_writer :bmi
attr_accessor :danger
同時に複数のメソッドが作成可能:
attr_reader :name, :weight, :height
インスタンス変数の先頭の @ の代わりに : が必要
attr_... は普通クラスの先頭に記述
:name などは Symbol であるが、この授業では細かく扱わない

メタプログラミング

attr_reader などはメソッドを作るメソッド
プログラム (の一部) を作るプログラミングをメタプログラミングという
Ruby はメタプログラミングが得意

宣言的記法

attr_reader などは宣言的記法:
「何」、「どの様な」だけ指定
def ... end を使った記法は手続き的記法:
「どうやって」、「どの順番」
プログラミングにおいて、宣言的記法は使いやすいが、
手続き的記法はなんでも期日可能

関数からクラスのメソッドへ

クラスの外で計算すると person.weight / person.height など繰り返される記述が多い
計算をメソッドにすると短くなる: @weight / @height
更に、引数が減少 (又は不要)

具体例 (関数の場合):

def bmi_simple (weight, height)
  weight / height
end

bmi_simple(person.weight, person.height)

クラスのメソッド

具体例 (メソッドを使った例):

class Person
  def bmi_simple
    @weight / @height
  end
end

person.bmi_simple

計算できるデータは (インスタンス) 変数に収めるよりメソッドで用意

演習 1

提出: 12月9日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_accessors.rb のファイル名で投稿

以前作った famous_people.rb (正解例でも可能; 以前「発展問題」で行った danger を含む) を famous_class.rb で使った class Person に置き換え、必要なアクセスメソッドを追加する。アクセスメソッドの一部は「手作り」、一部は attr_... で書く。

ヒント: 必要以上のアクセスメソッドは作らない

ヒント: 「掃除」されたデータファイル famous_cleaned.txt をダウンロードして使用

演習 2

提出: 12月9日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_methods.rb のファイル名で投稿

演習 1 のプログラムで bmi と danger の計算を関数からメソッドに変更しなさい。更に、出力一行を文字列として返すメソッドも作りなさい。