プログラミング勉強日記

本題

String型　→　int型
Integer.parseInt();
Integer.valueOf();

String型　→　byte型
Byte.parseByte();
Byte.valueOf();

String型　→　short型
Short.parseShort
Short.valueOf

String型　→　logng型
Long.parseLong();
Long.valueOf();

String型　→　float型
Float.parseFloat();
Float.valueOf();

String型　→　double型
Double.parseDouble();
Double.valueOf();

数値型　→　String型
String.valueOf();

int型　→　String型
Integer.toString();

byte型　→　String型
Byte.toString();

short型　→　String型
Short.toString();

long型　→　String型
Long.toString();

float型　→　String型
Float.toString();

double型　→　String型
Double.toString();

違いは、parseIntはプリミティブ型を返してvalueOfはjava.lang.Integer(Integerクラス)を返します。

これは友達向けのJavaの小テストです。
Java初心者の文法腕試しでお使いくださいー！！

今日はif文の小テストを作りたいと思います！

第１問：ミスを探し, 動く状態を作りなさい。

    public static void main(String[] args) {
        int grade = 90;

        if grade >= 90 {
            System.out.println("秀");
        } else if grade >= 80 & grade < 90 {
            System.out.println("優");
        } else if grade >= 70 & grade < 80 {
            System.out.println("良");
        } else if grade >= 60 & grade < 70 {
            System.out.println("可");
        } else {
            System.out.println("不可");
        }
    }

第２問：出力結果を答えなさい。

    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        int randomValue = random.nextInt(8);
        int grade = 60 + randomValue;

        if (grade >= 90) {
            System.out.println("秀");
        } else if (grade >= 80 && grade < 90) {
            System.out.println("優");
        } else if (grade >= 70 && grade < 80) {
            System.out.println("良");
        } else if (grade >= 60 && grade < 70) {
            System.out.println("可");
        } else {
            System.out.println("不可");
        }
    }

第3問：次の問題に答えよ。

if文における"&"と"&&"の違いは何か？

第4問：下記を全て満たすプログラムをJavaで書きなさい。

• 変数(int型)numberを準備する
• numberは1 ~ 10の値をランダムに取る
• numberが7のとき, 「大当たり」を出力
• numberが1か2か３か５の場合「当たり」を出力
• それ以外は「ハズレ」を出力

次は「for」の予定！！

文字列連結時、大量の場合➡効率について、以下は参考になります。

sample.js

//効率悪い例：
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
//改善例：
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"
           + "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
           + "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";

sample.cs

//効率悪い例：
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
　　detail += "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
//改善例：
      StringBuilder retSb = new StringBuilder();
      retSb.Append("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
      retSb.Append("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
      retSb.Append("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
//※大量の文字列に対し、正規表現を使わないように。非常に遅くなる。

JavaはC#と同様。

#Javaで学ぶアルゴリズム < 乱数 >

はじめに

Javaは授業で触れただけで全くの初心者であり，何もわかっていない．なので，基本的なアルゴリズムをJavaで実装し，アルゴリズムの理解を深めるとともに，Javaにも慣れていきたい．
その第7弾として乱数を扱う．

乱数

意味としては無作為に得られるランダムな数値であるが，コンピュータ言語にある乱数発生ライブラリはすべて擬似乱数と呼ばれる計算によって求められる乱数である．ここでは，その発生方法の仕組みや，評価も実装を通して学ぶ．なお，その2つは一様乱数（線形合同法）とボックス・ミュラー法である．

一様乱数（線形合同法）

一様乱数の説明を示した後，実装を行う．

実装

以下にソースコードとそのときの出力を示す．

ソースコード: 一様乱数（線形合同法）

uniform_random_numbers.java

//2021/02/16
//@Yuya Shimizu
//-------------------------------
//*     一様乱数（線形合同法）   *
//-------------------------------

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

//パネルの設定
class uniform_random_Panel extends Panel{
    int rndnum = 13;    //線形合同法で用いる初期値
    int irnd() {
        //0～32767の整数乱数
        rndnum = (rndnum * 109 + 1021) % 32768;//線形合同法
        return rndnum;
    }
    public void paint(Graphics g){
        int i, y=1;
        g.drawString("求められた一様乱数", 0, 20);//(0, 20)の座標に"求められた一様乱数"をセット
        //8行並べたら改行するためyの値
        for (i=0; i<100; i++){
            if (i%8 == 0){
                y++;
            }
            g.drawString("" + irnd(), (i%8)*60, y*20);
        }
    }
}

//フレームの設定
class uniform_random_Frame extends Frame{
    public uniform_random_Frame(){
        setSize(500, 350);//500×350の大きさでフレームを作成
        //×ボタンを押したら終了
        addWindowListener(new WindowAdapter(){
            public void windowClosing(WindowEvent e){
                System.exit(0);
            }
        });
        Panel p=new uniform_random_Panel();//パネルオブジェクトpに先ほど設定したパネルを指定
        add(p); //フレームにそのパネルを貼り付け
    }
}

//クラス
public class uniform_random_numbers{
    //メイン関数
    public static void main(String[] args){
        Frame w=new uniform_random_Frame();
        w.show();
    }
}

出力

χ2検定

先ほどの一様乱数の散らばり具合を調べる．簡単な説明を示した後，実装を行う．

実装

以下にソースコードとそのときの出力を示す．

ソースコード: χ2検定

test_uniformity.java

//2021/02/16
//@Yuya Shimizu
//-------------------------------
//*     一様性の検定（χの2乗）   *
//-------------------------------

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

//パネルの設定
class test_Panel extends Panel{
    int rndnum = 13;    //線形合同法で用いる初期値
    int irnd() {
        //0～32767の整数乱数
        rndnum = (rndnum * 109 + 1021) % 32768;//線形合同法
        return rndnum;
    }
    //0～1未満の整数乱数を生成する関数
    double rnd(){
        return irnd()/32767.1;
    }

    public void paint(Graphics g){
        final int N = 1000,     //乱数の発生回数
                  M = 10,       //整数乱数の範囲
                  F = N/M;      //期待値
        final double SCALE = 20.0/F;    //ヒストグラムの高さ(自動スケール)
        int i, j, rank;
        int [] hist = new int[M+1];
        double e = 0.0;

        for (i=1; i<=M; i++){
            hist[i] = 0;
        }
        for (i=0; i<N; i++){
            rank = (int)(M*rnd() + 1);
            hist[rank]++;
            }
        String dot;
        g.drawString("一様の検定", 0, 20); //(0, 20)の座標に"一様の検定"をセット

        //ヒストグラムの表示
        for (i=1; i<=M; i++){
            dot = "";
            for (j=0; j<hist[i]*SCALE; j++)
                dot = dot + "■";
            g.drawString("" + i + ":" + hist[i], 0, i*20+20);
            g.drawString(dot, 40, i*20+20);

            e = e + (double)(hist[i] - F) * (hist[i] - F)/F;
        }
        g.drawString("χ^2=" + e, 0, (i+1)*20);//χ^2の計算
    }
}

//フレームの設定
class test_Frame extends Frame{
    public test_Frame(){
        setSize(500, 300);//500×300の大きさでフレームを作成
        //×ボタンを押したら終了
        addWindowListener(new WindowAdapter(){
            public void windowClosing(WindowEvent e){
                System.exit(0);
            }
        });
        Panel p=new test_Panel();//パネルオブジェクトpに先ほど設定したパネルを指定
        add(p); //フレームにそのパネルを貼り付け
    }
}

//クラス
public class test_uniformity{
    //メイン関数
    public static void main(String[] args){
        Frame w=new test_Frame();
        w.show();
    }
}

出力

$\chi ^2$の値が約2ということは，各要素に対する2乗誤差割合の総和が2ほど，つまり平均して，期待値との誤差が約2であるという結果ということで，そこそこ一様に散らばっているのではないだろうか．実際に，期待値100に対して，上図に示された各要素のずれを平均すると，
$(+1) + (-2) + (-4) + (+7) + (\pm0) + (-6) + (+1) + (+4) + (+6) + (-7) = 2$
となり，$\chi ^2$が約2という意味が分かった．

正規乱数（ボックス・ミュラー法）

正規乱数についての説明の後，ボックス・ミュラー法を説明し，その後に実装を行う．

実装

以下にソースコードとそのときの出力を示す．

ソースコード: 正規乱数（ボックス・ミュラー法）

normal_random_numbers.java

//2021/02/16
//@Yuya Shimizu
//-------------------------------------------
//*     正規乱数（ボックス・ミュラー法）    *
//-------------------------------------------

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

//パネルの設定
class normal_random_Panel extends Panel{
    //ボックス・ミュラー法を適用する関数
    void brnd(double sig, double m, double[] r) {
        double r1, r2;
        r1 = Math.random();
        r2 = Math.random();
        r[0] = sig * Math.sqrt(-2*Math.log(r1)) * Math.cos(2*3.14159 * r2) + m;
        r[1] = sig * Math.sqrt(-2*Math.log(r1)) * Math.sin(2*3.14159 * r2) + m;
    }

    //結果を描画する関数
    public void paint(Graphics g){
        int i, j;
        int[] hist = new int[100];
        double[] r = new double[2];     //乱数を得る引数配列

        for (i=0; i<100; i++){
            hist[i] = 0;
        }

        for (i=0; i<1000; i++){
            brnd(2.5, 10.0, r);
            hist[(int)r[0]]++;
            hist[(int)r[1]]++;
            }

        String dot;
        g.drawString("正規乱数", 0, 20); //(0, 20)の座標に"一様の検定"をセット

        //ヒストグラムの表示
        for (i=0; i<=20; i++){
            dot = "";
            for (j=1; j<hist[i]/10; j++)
                dot = dot + "■";
            g.drawString("" + i, 0, i*16+40);
            g.drawString(": I" + dot, 30, i*16+40);

        }
    }
}

//フレームの設定
class normal_random_Frame extends Frame{
    public normal_random_Frame(){
        setSize(500, 400);//500×400の大きさでフレームを作成
        //×ボタンを押したら終了
        addWindowListener(new WindowAdapter(){
            public void windowClosing(WindowEvent e){
                System.exit(0);
            }
        });
        Panel p=new normal_random_Panel();//パネルオブジェクトpに先ほど設定したパネルを指定
        add(p); //フレームにそのパネルを貼り付け
    }
}

//クラス
public class normal_random_numbers{
    //メイン関数
    public static void main(String[] args){
        Frame w=new normal_random_Frame();
        w.show();
    }
}

出力

横から見ると，確かに正規分布のような形をしている．

その他

コンピュータの乱数は一様乱数が基本となっている．
一様乱数を用いて，正規乱数に加えて，二項乱数，ポアソン乱数，指数乱数，ワイブル乱数，ガンマ乱数などの各種乱数を作ることができる．

感想

今回は，今までなんとなくプログラミングの中で使ってきていた乱数の仕組みについて学ぶことができた．また，$\chi ^2$検定により一様性を確認する中で，$\chi ^2$検定についての理解も深められたと思う．

参考文献

Javaによるはじめてのアルゴリズム入門　　河西 朝雄　著　技術評論社

はじめに:

やりたいこと

文字列 (String) をソートしたい。
・ "627118" -> (昇順) -> "112678"
・ "627118" -> (降順) -> "876211"
・ "Hello World" -> (昇順) -> " HWdellloor"
・ "Hello World" -> (降順) -> "roollledWH "

考察

昇順ソート

・これはすんなりいった。「やったこと」 の"StringSortAsc"を参照ください。
　String => char[] => Arrays.sort() => New String()

降順ソート

・一旦 String を char [] にして

// char 配列に変換 
char[] charArr = str.toCharArray();

・Arrays.sort の第２引数に Collections.reverseOrder() を渡す

import java.util.Collections;
...
Arrays.sort(charArr, Collections.reverseOrder());

・Error!!

// Main.java:10: error: no suitable method found for sort(char[],Comparator<Object>)

やったこと

import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(StringSortAsc("627118"));
        System.out.println(StringSortDesc("627118"));
        System.out.println(StringSortAsc("Hello, World"));
        System.out.println(StringSortDesc("Hello, World"));
    }
    /** 
     * @param str  String value to asc-sort
     * @return     String sorted in ascending order 
     * String の昇順ソート
     */
    private static String StringSortAsc (String str) {
        // char 配列に変換 
        char[] charArr = str.toCharArray();
        // Arrays の sort APIを使ってソート
        Arrays.sort(charArr);
        // charArr から Stringに再変換
        return new String(charArr);
    }
    /** 
     * @param str  String value to desc-sort
     * @return     String sorted in descending order
     * @see https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/java.base/java/lang/StringBuilder.html#reverse()
     * String の降順ソート
     */
    private static String StringSortDesc (String str) {
        // 一旦昇順にソート
        String sortedStr = StringSortAsc(str);
        StringBuilder sb = new StringBuilder(sortedStr);
        sb.reverse();
        return sb.toString();
    }
}

結果

112678
876211
 HWdellloor
roollledWH

終わりに

StringBuilder 使いましたがもっと早い方法があればコメントください。ありがとうございました。

関連記事:

JavaScriptで String (文字列) を昇順 (asc)・降順 (desc) にソートする

概要

通常doma2ではinterfaceを実装してbuildするとその実装クラスが自動で生成される。
しかしintellijのbuildボタン(緑のボタン)でbuildを行う場合、この自動生成が行われず、DBからのデータ取得に失敗する場合がある。

自分含めまわりで何人かハマっている人がいたのでその際の解決法を記載

原因と解決法

preference/Build,Execution,Deployment/Build tools/Gradle
でintellijのbuildボタンで行う処理が設定できる。
ここの
Build and run using:

がデフォルトではGradleになっているが、既存ファイルを開いた時にIntellij IDEAになっている事があり、その場合はdomaクラスが自動生成されない。

その場合は画像のようにデフォルトのgradleに戻してから再起動すればdoma実装クラスが自動生成できる様になっているはず