Javaで素数判定

昨日から本格的にJavaの講義を受けていて、do-while文まで学習したあたりで
素数判定プログラムを書いてみることになったので、その備忘録です。

Sosu.java

package sample;

import java.util.Scanner;

public class Sosu {

    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int num;
        boolean b = true;

        while (true) {
            System.out.println("素数判定");
            System.out.print("2以上の整数を入力してください：");
            num = sc.nextInt();

            if (num < 2) {
                System.out.println("2未満の整数です。");
            } else {
                break;
            }
        }
        if (num == 2) {
            System.out.println(num + "は素数です。");
        } else {
            for (int i = 2; i < num; i++) {
                if (num % i == 0) {
                    System.out.println(num + "は素数ではありません。");
                    b = false;
                    break;
                }
            }
            if (b) {
                System.out.println(num + "は素数です。");
            }
        }
    }

}

内容

1. while文で入力内容が2未満であるものを弾いて再入力させる。
2. while文をbreakで脱出し、入力が2以上であるものをif文で判定。
3. 入力が2のときは素数。
4. 入力が2より大きいときは、2以上num未満の数で順に割っていってどこかで割り切れたら素数ではない。
5. 割り切れなかったものは素数。最後の判定はbooleanで判定。

コメント

正直もっといいやり方はありそうなので、この先学んでいってもし思いついたら訂正します。
また、現在の形のままここをこうした方がいい、などアドバイスがあれば教えてもらえると嬉しいです。

JSONArray、JSONObjectの判定

JSONファイルの中身が配列なのか単体なのか？ってこと

というわけで、パッとおもいつきでかいたのがこんなかんじ。
１文字目が [ だったらとりあえずJSONArrayだなって判断する。
その文字列がパーサ通るかは別としてね。

if(jsonStr.charAt(0) == '[') {
  //JSONArray
} else if(jsonStr.charAt(0) == '{') {
  //JSONObject
}

もっとスマートなやり方ないかなーって探してたらこういうのがあったよ

Object object = new JSONTokener(data).nextValue();
if (object instanceof JSONArray) {
  //JSONArray
} else if (object instanceof JSONObject) {
  //JSONObject
}

こっちのほうががいいかんじ

おわり

1. 仕様

文字を入力しボタンを押すことで，入力した文字をファイルに書き込む．
TextFieldを用いる．

2. ファイル構造

Eclipseでプロジェクトを作成する．

write ・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
　├ test.txt・・・・・・・・・・・・・・(2)
　└ src ・・・・・・・・・・・・・・・・(3)
　　　└ pkg ・・・・・・・・・・・・・・(4)
　　　　　├ FileWrite.java ・・・・・・・(5)
　　　　　├ Main.java ・・・・・・・・・(6)
　　　　　├ MainController.java ・・・・ (7)
　　　　　└ screen.fxml ・・・・・・・・(8)

(1) 作成するプロジェクト
(2) 書き込み対象となるテキストファイル（ファイルが存在しない場合は実行時に作成され，存在する場合は追記する）
(3) プロジェクト作成時に勝手に作られる，ソースファイル用ディレクトリ
(4) 作成するパッケージ
(5) ソースファイル（次章に記述），ファイル書き込み
(6) ソースファイル（次章に記述），画面起動
(7) ソースファイル（次章に記述），画面のコントローラー
(8) ソースファイル（次章に記述，SceneBuilderで作成）

3. ソースファイル

3.1. FileWrite.java

FileWrite.java

package pkg;

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

public class FileWrite {
    public void write(String text) throws IOException {
        try {
//どちらかを記述，どちらかをコメントアウト-----------------------------------
            //FileWriter file = new FileWriter("test.txt");//上書き
            FileWriter file = new FileWriter("test.txt", true);//追記
//---------------------------------------------------------------------
            // PrintWriterクラスのオブジェクトを生成する
            PrintWriter pw = new PrintWriter(new BufferedWriter(file));
            //ファイルに書き込む
            pw.println(text);
            pw.close();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.2. Main.java

Main.java

package pkg;

import javafx.application.Application;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.scene.Parent;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application {
    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        try {
            //FXMLからのシーングラフの読み込み
            FXMLLoader loader = new FXMLLoader(getClass().getResource("screen.fxml"));
            Parent root = loader.load();

            //シーングラフのルートノードを設定したシーンの作成
            Scene scene = new Scene(root, 600, 400);
            //ステージへのシーンの設定
            primaryStage.setScene(scene);
            primaryStage.setTitle("no title");
            primaryStage.show();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

3.3. MainController.java

MainController.java

package pkg;

import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.ResourceBundle;

import javafx.event.ActionEvent;
import javafx.fxml.FXML;
import javafx.scene.control.Alert;
import javafx.scene.control.Alert.AlertType;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.TextField;
import javafx.stage.Modality;

public class MainController {

    @FXML
    private ResourceBundle resources;

    @FXML
    private URL location;

    @FXML
    private TextField textField;

    @FXML
    private Button writeButton;

    @FXML
    void OnclickedWriteButton(ActionEvent event) throws IOException {
        String text = textField.getText();
        if (!text.isEmpty()) {
            FileWrite a = new FileWrite();
            a.write(text);
            textField.setText("");
        } else {
            Alert alert = new Alert(AlertType.INFORMATION); //情報というアラート種を設定
            alert.initModality(Modality.WINDOW_MODAL); //操作が終わるまで一部を除く他ウィンドウを操作できない
            alert.setTitle("警告"); //タイトルを設定
            alert.setContentText("テキストが入力されていません．"); //内容を設定
            alert.showAndWait(); //アラートを表示して閉じるまで実行を待つ
        }
    }

    @FXML
    void initialize() {
        assert textField != null : "fx:id=\"textField\" was not injected: check your FXML file 'screen.fxml'.";
        assert writeButton != null : "fx:id=\"writeButton\" was not injected: check your FXML file 'screen.fxml'.";
        textField.setText("");
    }
}

3.4. screen.fxml

screen.fxml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?import javafx.scene.control.Button?>
<?import javafx.scene.control.TextField?>
<?import javafx.scene.layout.Pane?>

<Pane maxHeight="-Infinity" maxWidth="-Infinity" minHeight="-Infinity" minWidth="-Infinity" prefHeight="400.0" prefWidth="600.0" xmlns="http://javafx.com/javafx/8.0.171" xmlns:fx="http://javafx.com/fxml/1" fx:controller="pkg.MainController">
   <children>
      <TextField fx:id="textField" layoutX="155.0" layoutY="187.0" />
      <Button fx:id="writeButton" layoutX="364.0" layoutY="187.0" mnemonicParsing="false" onAction="#OnclickedWriteButton" prefHeight="27.0" prefWidth="80.0" text="書き込み" />
   </children>
</Pane>

1. はじめに

GoFのデザインパターンにおける、Strategyパターンについてまとめます。

2. Strategyパターンとは

• Strategyという英単語は、戦略という意味になります。プログラミングの場合はアルゴリズムと考えていいみたいです。
• どんなプログラムも問題を解くために書かれています。問題を解くために特定のアルゴリズムが実装されています。Strategyパターンは、アルゴリズムを実装した部分をごっそりと交換できる方式です。
• GoFのデザインパターンでは、振る舞いに関するデザインパターンに分類されます。

3. サンプルクラス図

4. サンプルコード

4-1. Handクラス

じゃんけんの手を表すクラスです。

Hand.java

public class Hand {

    public static final int HANDVALUE_GUU = 0;
    public static final int HANDVALUE_CHO = 1;
    public static final int HANDVALUE_PAA = 2;

    public static final Hand[] hand = {
            new Hand(HANDVALUE_GUU),
            new Hand(HANDVALUE_CHO),
            new Hand(HANDVALUE_PAA),
    };

    private int handvalue;

    private Hand(int handvalue) {
        this.handvalue = handvalue;
    }

    public static Hand getHand(int handvalue) {
        return hand[handvalue];
    }

    public boolean isStrongerThan(Hand h) {
        // thisがhより強いときtrue
        return fight(h) == 1;
    }

    private int fight(Hand h) {
        if (this == h) {
            // 引き分け
            return 0;
        } else if ((this.handvalue + 1) % 3 == h.handvalue) {
            // thisの勝ち
            return 1;
        } else {
            // hの勝ち
            return -1;
        }
    }
}

4-2. Playerクラス

じゃんけんを行うプレイヤーを表すクラスです。

Player.java

public class Player {

    private String name;
    private Strategy strategy;
    private int wincount;
    private int losecount;
    private int gamecount;

    public Player(String name, Strategy strategy) {
        this.name = name;
        this.strategy = strategy;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Hand nextHand() {
        return strategy.nextHand();
    }

    public void win() {
        wincount++;
        gamecount++;
    }

    public void lose() {
        losecount++;
        gamecount++;
    }

    public void even() {
        gamecount++;
    }

    public String toString() {
        return "[" + name + "] " + gamecount + " gemes, " + wincount + " win, " + losecount + " lose";
    }
}

4-3. Strategyインターフェース

じゃんけんの「戦略」を表すインターフェースです。

Strategy.java

public interface Strategy {
    public abstract Hand nextHand();
}

4-4. RandomStrategyクラス

ランダムに手を出す戦略を表すクラスです。

RandomStrategy.java

import java.util.Random;

public class RandomStrategy implements Strategy {

    public Hand nextHand() {
        Random random = new Random();
        return Hand.getHand(random.nextInt(3));
    }
}

4-5. GuuStrategyクラス

グーのみの手を出す戦略を表すクラスです。

GuuStrategy.java

public class GuuStrategy implements Strategy {

    public Hand nextHand() {
        return Hand.getHand(Hand.HANDVALUE_GUU);
    }
}

4-6. Mainクラス

メイン処理を行うクラスです。

Main.java

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Player player1 = new Player("Taro", new RandomStrategy());
        Player player2 = new Player("Hana", new GuuStrategy());
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Hand nextHand1 = player1.nextHand();
            Hand nextHand2 = player2.nextHand();
            if (nextHand1.isStrongerThan(nextHand2)) {
                System.out.println("Winner:" + player1.getName());
                player1.win();
                player2.lose();
            } else if (nextHand2.isStrongerThan(nextHand1)) {
                System.out.println("Winner:" + player2.getName());
                player1.lose();
                player2.win();
            } else {
                System.out.println("Even...");
                player1.even();
                player2.even();
            }
        }

        System.out.println("----- Total result -----");
        System.out.println(player1.toString());
        System.out.println(player2.toString());
    }
}

4-7. 実行結果

Winner:Taro
Winner:Hana
Even...
Winner:Hana
Even...
----- Total result -----
[Taro] 5 gemes, 1 win, 2 lose
[Hana] 5 gemes, 2 win, 1 lose

5. メリット

Strategyパターンでは、アルゴリズムの部分をほかの部分と意識的に分離します。そしてアルゴリズムとのインターフェースの部分だけを規定し、委譲によってアルゴリズムを利用します。
これは、プログラムを複雑にしているように見えますが、そうではありません。例えば、アルゴリズムを改良してもっと高速にしたい場合、Strategyパターンを使っていれば、Strategy役のインターフェースを変更しないようにして、アルゴリズムをだけを追加、修正すればいいのです。委譲というゆるやかな結びつきを使っているのため、アルゴリズムを用意に切り替えることができます。
また、ゲームプログラム等では、ユーザーの選択に合わせて難易度を切り替えたりすることにも使えます。

6. 参考

• Java言語で学ぶデザインパターン入門

Micronaut Severless Function

Micronautには、Serverless Functionを作成するための機能があります。

Serverless Functions

Springなどとの他のフレームワークに比べての利点は、Micronautはコンパイル時に依存関係を解決する仕組みや、メモリのフットプリントの軽さが売りのようです。

作成したFunctionは、AWS LambdaやOpenFaaSなどにデプロイすることができるようです。

Deploying Functions

このMicronautのServerless Functionを作成する機能を、簡単に試してみたいと思います。

環境

環境は、こちらです。

$ mn -V
| Micronaut Version: 1.0.4
| JVM Version: 1.8.0_191

プロジェクト作成

--profileをfunction-awsとして、プロジェクトを作成します。

$ mn create-app --profile function-aws --build maven hello-function
$ cd hello-function

指定できるfunctionのProfileは、function-awsのみのようなので…。

$ mn list-profiles
| Available Profiles
--------------------
  cli           The cli profile
  federation    The federation profile
  function-aws  The function profile for AWS Lambda
  kafka         The Kafka messaging profile
  profile       A profile for creating new Micronaut profiles
  service       The service profile

単にfunctionとか書いたりすると、「そんなProfileはない」と怒られます。

$ mn create-app --profile function --build maven hello-function
| Error Profile [function] is designed only for extension and not direct usage

できあがったプロジェクトには、テストコードなども含まれています。

$ find -type f
./mvnw.cmd
./.mvn/jvm.config
./.mvn/wrapper/maven-wrapper.properties
./.mvn/wrapper/MavenWrapperDownloader.java
./.mvn/wrapper/maven-wrapper.jar
./.gitignore
./mvnw
./pom.xml
./micronaut-cli.yml
./src/main/java/hello/function/HelloFunctionFunction.java
./src/main/java/hello/function/Application.java
./src/main/resources/application.yml
./src/main/resources/logback.xml
./src/test/java/hello/function/HelloFunctionFunctionTest.java
./src/test/java/hello/function/HelloFunctionClient.java

スケルトンのfunctionは、こんな感じです。

src/main/java/hello/function/HelloFunctionFunction.java

package hello.function;

import io.micronaut.function.FunctionBean;
import java.util.function.Supplier;

@FunctionBean("hello-function")
public class HelloFunctionFunction implements Supplier<String> {

    @Override
    public String get() {
        return "hello-function";
    }
}

functionを定義する方法は、FunctionBeanとして作成する方法と、Factoryを使って作成する方法があるようです。

FunctionBean

今回は、FunctionBeanを使った方法で実装されているというわけですね。

この場合、関数インターフェースを実装する必要があるようですが、利用できるインターフェースはSupplier、Consumer、BiConsumer、Function、BiFunctionのようです。

mainメソッドを持ったクラスは、こういう感じで。

src/main/java/hello/function/Application.java

package hello.function;

import io.micronaut.runtime.Micronaut;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        Micronaut.run(Application.class);
    }
}

実行するfunctionは、設定ファイルで指定されています。これは、FunctionBeanの名前ですね。

src/main/resources/application.yml

micronaut:
    function:
        name: hello-function

ドキュメントを見ると、複数のfunctionを含む場合は明示的に設定する必要があるみたいです。

CLIとして実行してみる

パッケージングして実行してみましょう。

Functions as CLI Applications

結果が返ってきました。

$ java -jar target/hello-function-0.1.jar 
12:56:07.817 [main] INFO  i.m.context.env.DefaultEnvironment - Established active environments: [function]
hello-function

引数を受け取ったり、他のBeanをDIしたりしてみる

ちょっと構成を変えて、引数を受け取ったり他のBeanをDIしたりしてみましょう。

引数のメッセージを加工するだけの、Beanを作成します。

src/main/java/hello/function/MessageService.java

package hello.function;

import java.time.LocalDateTime;
import javax.inject.Singleton;

@Singleton
public class MessageService {
    public String wrap(String message) {
        return String.format("[%s] ★%s★", LocalDateTime.now(), message);
    }
}

もとのfunctionは、このBeanをDIしつつ、実行時に引数を受け取るようにしてみましょう。関数インターフェースは、Functionを実装しました。

src/main/java/hello/function/HelloFunctionFunction.java

package hello.function;

import io.micronaut.function.FunctionBean;

import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;
import javax.inject.Inject;

@FunctionBean("hello-function")
public class HelloFunctionFunction implements Function<HelloFunctionFunction.Request, HelloFunctionFunction.Response> {
    @Inject
    MessageService messageService;

    @Override
    public Response apply(Request request) {
        String replyMessage = messageService.wrap(request.getMessage());

        return new Response(replyMessage);
    }

    public static class Request {
        String message;

        public String getMessage() {
            return message;
        }

        public void setMessage(String message) {
            this.message = message;
        }
    }

    public static class Response {
        String message;

        public Response(String message) {
            this.message = message;
        }

        public String getMessage() {
            return message;
        }
    }
}

コードが変わってしまったので、今回はテストをスキップしてパッケージング。

$ ./mvnw package -DskipTests=true

実行。

$ echo '{"message": "こんにちは、世界"}' | java -jar target/hello-function-0.1.jar 
13:00:23.558 [main] INFO  i.m.context.env.DefaultEnvironment - Established active environments: [function]
{"message":"[2019-03-05T13:00:24.185] ★こんにちは、世界★"}

引数を受け取りつつ、他のBeanをDIして実行できました。

functionをWebアプリケーションとしても実行できるようですが、今回はパスします。

実行環境へのデプロイは、そのうち…。

概要

OracleJDK 8 から OpenJDK 11 に変更したところ、JavaMail で以下の例外が発生するようになりメール送信が一切できなくなりました。

java.lang.NoClassDefFoundError: javax/activation/DataSource
　　　(略)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: javax.activation.DataSource

本記事では OpenJDK 11 以降で JavaMail を使うための方法についてご紹介します。

例外発生の原因

JavaMail では内部で java.activation パッケージを使用していますが、OpenJDK 11 以降では JEP 320: Remove the Java EE and CORBA Modules によって以下のパッケージが削除されています。

• java.xml.ws
• java.xml.bind
• java.activation
• java.xml.ws.annotation
• java.corba
• java.transaction

java.activation パッケージが削除されたことにより JavaMail で参照するクラスが見つからなくなり概要で示した例外が発生しています。

対処法

java.activation パッケージとして JavaBeans Activation Framework を使用することで JavaMail が使えるようになります。

Maven

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.sun.activation/javax.activation -->
<dependency>
    <groupId>com.sun.activation</groupId>
    <artifactId>javax.activation</artifactId>
    <version>1.2.0</version>
</dependency>

Gradle

// https://mvnrepository.com/artifact/com.sun.activation/javax.activation
compile group: 'com.sun.activation', name: 'javax.activation', version: '1.2.0'

概要

配布用の軽量JREの作り方の記事でも紹介していますが、Java 9 以降では必要最低限のモジュールで構成された軽量JREを作ることができます。

JDKに付属の jdeps コマンドで軽量JREに含めるべき依存モジュールを知ることはできますが、作成した軽量JREでアプリを実行してみると以下の例外に遭遇することがあります。

UnsupportedCharsetException: EUC-JP

これはサポート外の文字コードを指定した場合に発生する例外となります。軽量JREではない通常のJDKでは発生していない例外ですが、jdeps コマンドで示された必要最低限のモジュールは含んでいるはずですが例外が発生してしまっています。
つまり、jdeps コマンドだけでは軽量JREに含めるべきモジュールが不十分ということになります。

本記事では軽量JREを使う際に上記の例外を回避する方法についてご紹介します。

なぜ例外が発生するのか

EUC-JP などの拡張文字コードは java.base モジュールに含まれていないためです。

ちなみに、JDK9 の jdk.charsets モジュールの Javadoc には以下のような記載があります。

java.base (主に2バイト文字とIBM文字セット)にないcharsetsを提供します。

つまり、日本語の文字コードセットは jdk.charsets モジュールを追加で指定する必要があるということです。
Java のソースコード内で以下のように Charset.forName メソッドなどを使用して文字コードを指定していると、jdeps コマンドでは jdk.charsets モジュールは表示されないため、軽量JREを作る際は注意が必要となります。

Charset.forName("EUC-JP")

対処法

jlink コマンドで軽量JREを作る際に jdk.charsets モジュールを含めることで拡張文字コードが扱えるようになります。

jlink --compress=2 --module-path ../jmods --add-modules java.base,jdk.charsets --output jre

springで@Importされるjava configクラスを作成していた。このとき、その設定クラスは@Configurationを付けなくても@Importすればクラス内の@Beanが登録されるのが、なんか不思議だったのでその辺を勉強するべくソースコードを見てみた。

pom.xml

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.3.RELEASE</version>
    </parent>

ソースを追ってみると、ApplicationContextの細かいところは省くが、@Importの処理をしているのはこの辺らしい。以下のメソッドではimport候補クラスのコレクションを渡されて、それを一つずつ処理している。

ConfigurationClassParser

package org.springframework.context.annotation;

class ConfigurationClassParser {
    private void processImports(/*...(略)...*/, Collection<SourceClass> importCandidates, /*...(略)...*/) {
                // ...(略)
                for (SourceClass candidate : importCandidates) {
                    if (candidate.isAssignable(ImportSelector.class)) {
                        // ...(略)
                    else if (candidate.isAssignable(ImportBeanDefinitionRegistrar.class)) {
                        // ...(略)
                    else {
                        // Candidate class not an ImportSelector or ImportBeanDefinitionRegistrar ->
                        // process it as an @Configuration class
                        this.importStack.registerImport(
                                currentSourceClass.getMetadata(), candidate.getMetadata().getClassName());
                        processConfigurationClass(candidate.asConfigClass(configClass));

このとき、条件付きimportをする@ImportSelectorと@ImportBeanDefinitionRegistrarが付与されていれば、それ専用の処理が行われる。しかし、それらアノテーションではない場合、コード内のコメントにあるように「import候補クラスがImportSelectorないしImportBeanDefinitionRegistrarでは無い場合は@Configuration扱いで処理する」となる。

なので、@Import対象クラスは@Configurationと見なされる、と考えても基本的には良さそうである。もちろん細かくは色々違いはあるだろうけど。

JmeterでAPIからのResponseを処理するときに詰まったのでメモ。

Fri Apr 4 00:00:00 UTC+0900 1902

このような日付の文字列をDateにフォーマットするには

new SimpleDateFormat("EEE MMM dd HH:mm:ss zZ yyyy", Locale.ENGLISH);

これです。

公式のSimpleDateFormatのドキュメントには、

z	タイムゾーン	一般的なタイムゾーン	Pacific Standard Time; PST; GMT-08:00
Z	タイムゾーン	RFC 822タイムゾーン	-0800

と書いていましたが、組み合わせが思いつかずでした。
全体のコードは下記になります。

import java.text.SimpleDateFormat;

String date = "Fri Apr 4 00:00:00 UTC+0900 1902";

// Original format to convert from
SimpleDateFormat formatFrom = new SimpleDateFormat("EEE MMM dd HH:mm:ss zZ yyyy", Locale.ENGLISH);

// Target format to convert to
SimpleDateFormat formatTo = new SimpleDateFormat("YYYY-MM-dd HH:mm:ss zZ", Locale.ENGLISH);

// Parse original string, using original format
Date formatDate = formatFrom.parse(date);

// Convert to a target format
String newDate = formatTo.format(formatDate);

System.out.println(newDate);

参考:
https://stackoverflow.com/questions/47165086/how-to-convert-datetime-in-jmeter-using-beanshell-sampler