第07週目演習

下準備

テストドライバの導入

第07回目分のテストドライバを導入する。以下の手順で行う。

ダウンロードのページを開く (ここをクリック)
プロジェクト「java20XX」にある「test」の左側の「+」をクリック
ツリーが展開されるので「install-libraries.xml」を右クリック
「実行(R)」にマウスカーソルを合わせる
「1 Ant ビルド」をクリック
「コンソール」タブに"BUILD SUCCESSFUL"と表示されれば成功
eclipseの画面でプロジェクト「java20XX」を右クリック
メニューが表示されるので、「更新」あるいは「最新表示」をクリック
"week07.zip" をデスクトップなどにダウンロード
eclipseの画面でプロジェクト「java20XX」を右クリック
メニューから「インポート(I)」を選択
「インポート」ウィンドウが表示されるので、「Zip ファイル」を選択
「次へ（N)」をクリック
宛先フォルダー(L): が「java20XX」になっていることを確認
From archive file: の右側にある「参照(R)...」あるいは「ブラウズ(R)...」をクリック
ファイルダイアログが表示されるので、ダイアログ内に表示されたダウンロードしたファイルをダブルクリック
前の画面に戻るので、From archive file: のエリアに正しいパスが入力されていることを確認
フォルダ「/」の左にチェックがついていることを確認 (ついていなければチェックボックスをクリック)
「警告を出さずに既存リソースを上書き」にチェックがついていることを確認 (上書きしたくないファイルがある場合はチェックを外す)
「終了 (F)」をクリック

第07週目テストドライバの導入に成功すると、java20XX プロジェクトの test フォルダに j1.lesson07.xml というファイルが作成される。

パッケージの作成

過去の演習を参考にして、「j1.lesson07」というパッケージを作成する。

演習の前に

今週より「骨格テスト」の内容が変わる。今までは以下のようなことを行っていた。

クラス

クラスは存在するか

mainメソッド

mainメソッドは存在するか
public static void ... で宣言されているか
throws IOException が必要なら付いているか

今週からは、main以外のメソッドについても正当性が検証される。よって、骨格テストを実行するタイミングは、「クラスとその中に必要な全てのメソッドを宣言した後」になる。

また、「骨格テスト」「機能テスト」の他に「単体テスト」というものを取り入れる。単体テストとは、それぞれのメソッドが単独で呼び出された際に、正しい動作を行ってくれるかどうかを調べるものである。このテストによって、どのメソッド内で問題が発生したかなど、プログラムの誤りをより特定しやすくなる。

メソッドを使ったプログラム

main以外のメソッドを用い、より効率のよいプログラムを作成する。

演習

クラスの作成

以下の手順で、パッケージ「j1.lesson07」に「Print3Method」クラスを作成する。

先ほど作成したパッケージ「j1.lesson07」の上で右クリック
マウスカーソルを「新規」に合わせる
「クラス」をクリック
クラス名は Print3Method とする
先週までと同じ手順でクラスを作成する

mainメソッドの作成

クラス「Print3Method」内にpublic static void main(String[] args) から始まるメソッドを作成する。

printHello メソッドの作成

クラス「Print3Method」内に「printHello」という名前を持ち、仮引数が何もないメソッドを作成する。骨格だけでよいのでメソッドの中身は空でよい。

printBye メソッドの作成

クラス「Print3Method」内に「printBye」という名前を持ち、仮引数が何もないメソッドを作成する。骨格だけでよいのでメソッドの中身は空でよい。

全体の骨格

ここまでのプログラムの骨格は以下のようになる。

package j1.lesson07;

public class Print3Method {

    public static void main(String[] args) {
    }
    
    public static void printHello() {
    }
    
    public static void printBye() {
    }
}

main メソッドのほかに、printHello, printBye メソッドを作成している。

骨格テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

「Print3Method に対する骨格テスト」を実行する。

骨格テストを行った際に緑のバーが表示されれば、外側から見たプログラムの骨格は正しくなっている。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「実行」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
(クラス名), existence	j1.lesson07 に Print3Method クラスが存在していない。パッケージやクラス名を確認
(メソッド名), existence	指定されたメソッドが存在しない
(メソッド名), public	メソッドを作る際に public が抜けている
(メソッド名), static	メソッドを作る際に static が抜けている
(メソッド名), type void	メソッドを作る際に void 以外を指定している

メソッドの実装 (printHello)

メソッド printHello を実装する。このメソッドは、実行されると Hello! と表示した後に改行を行う。

public static void printHello() {
    System.out.println("Hello!");
}

メソッドの実装 (printBye)

メソッド printBye を実装する。このメソッドは、実行されると Bye. と表示した後に改行を行う。

public static void printBye() {
    System.out.println("Bye.");
}

単体テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

mainメソッド内に各メソッドを呼び出すプログラムを書いてみる。例えば以下の様な形。

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

このプログラムを実行し、各メソッドが期待通りに動いていることを確認する。確認したら、mainメソッドの中身は空にして良い。

「Print3Method に対する単体テスト」を実行する。

単体テストを行った際に緑のバーが表示されれば、各メソッドはある程度正しく作成されていると思われる。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「実行」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
(メソッド名), 期待された結果と異なります	(メソッド名)を起動した結果が期待された結果と異なる。下記のテスト項目を参照

テスト項目は以下の通りである。

項目名	詳細
testInvoke_printHello	printHello を起動した
testInvoke_printBye	printBye を起動した

main メソッドの実装

続けて、先ほど作成した Print3Method クラスのmainメソッドの中身を記述する。mainメソッドでは、printHelloを3回起動した後に、printByeを1回だけ起動する。

全体的には下記のようなプログラムにする。ただし、一文書くごとにCtrl+Sで保存とコンパイルを行い、常に文法エラーが発生していないことを確認すること。

package j1.lesson07;

public class Print3Method {

    public static void main(String[] args) {
        printHello();
        printHello();
        printHello();
        printBye();
    }
    
    public static void printHello() {
        System.out.println("Hello!");
    }
    
    public static void printBye() {
        System.out.println("Bye.");
    }
}

プログラムの実行

先週までと同じ手順でプログラムを実行する。

実行が成功すると、以下のように表示される。

Hello!
Hello!
Hello!
Bye.

機能テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

「Print3Method に対する機能テスト」を実行する。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「実行」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
期待された結果と異なります	出力された結果が期待された値と異なる。

機能テストの項目

項目名	テストの内容
testRun	プログラムを実行

解説

解説のために、プログラムに行番号をつけて解説する。

01: package j1.lesson07;
02: 
03: public class Print3Method {
04: 
05:     public static void main(String[] args) {
06:         printHello();
07:         printHello();
08:         printHello();
09:         printBye();
10:     }
11:     
12:     public static void printHello() {
13:         System.out.println("Hello!");
14:     }
15:     
16:     public static void printBye() {
17:         System.out.println("Bye.");
18:     }
19: }

6行目

メソッド printHello() を呼び出す

7行目

メソッド printHello() を呼び出す

8行目

メソッド printHello() を呼び出す

9行目

メソッド printBye() を呼び出す

10行目

(プログラムの終了)

12行目

メソッド printHello() を宣言

13行目

"Hello!" と表示

16行目

メソッド printBye() を宣言

17行目

"Bye." と表示

引数を伴ったメソッドを使ったプログラム

1から9をそれぞれ10倍したものを表示する。また、1から9をそれぞれ2乗したものを表示する。

演習

クラスの作成

以下の手順で、パッケージ「j1.lesson07」に「PrintMult」クラスを作成する。

先ほど作成したパッケージ「j1.lesson07」の上で右クリック
マウスカーソルを「新規」に合わせる
「クラス」をクリック
クラス名は PrintMult とする
先週までと同じ手順でクラスを作成する

main メソッドの作成

クラス「PrintMult」内にpublic static void main(String[] args) から始まるメソッドを作成する。

printMult メソッドの作成

クラス「PrintMult」内に「printMult」という名前を持ち、仮引数に2つのint型の変数をとるメソッドを作成する。

仮引数の名前は何でも良いが、ここでは順に a, b という名前をつけることにする。

printSquare メソッドの作成

クラス「PrintMult」内に「printSquare」という名前を持ち、仮引数に1つのint型の変数をとるメソッドを作成する。

仮引数の名前は何でも良いが、ここでは a という名前をつけることにする。

全体の骨格

ここまでのプログラムの骨格は以下のようになる。どんなものを作成するかイメージを与えるため、コメントをつけている。

package j1.lesson07;

public class PrintMult {

    public static void main(String[] args) {
        // 1 から 9 をそれぞれ 10 倍したものを表示
        // 1 から 9 をそれぞれ 2 乗したものを表示
    }
    
    // 与えられた 2 つの整数に対して、その積を表示
    public static void printMult(int a, int b) {
    }
    
    // 与えられた整数に対して、その 2 乗を表示
    public static void printSquare(int a) {
    }
}

骨格テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

「PrintMult に対する骨格テスト」を実行する。

骨格テストを行った際に緑のバーが表示されれば、外側から見たプログラムの骨格は正しくなっている。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「Run」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
(クラス名), existence	j1.lesson07 に Print3Method クラスが存在していない。パッケージやクラス名を確認
(メソッド名), existence	指定されたメソッドが存在しない
(メソッド名), public	メソッドを作る際に public が抜けている
(メソッド名), static	メソッドを作る際に static が抜けている
(メソッド名), type void	メソッドを作る際に void 以外を指定している

メソッドの実装 (printMult)

メソッド printMult を実装する。このメソッドは、与えられた 2 つの整数に対して、その積を以下のように表示するメソッドである。

a * b = c

ただし、a, b にはそれぞれ引数に与えられた値、c には a と b の積を計算した結果が入っているものとする。

メソッドの実装 (printSquare)

メソッド printMult を実装する。このメソッドは、与えられた 1 つの整数に対して、その二乗の値を以下のように表示するメソッドである。

a * a = c

ただし、a には引数に与えられた値、c には a の二乗を計算した結果が入っているものとする。

単体テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

mainメソッド内に各メソッドを呼び出すプログラムを書いてみる。例えば以下の様な形。

public static void main(String[] args) {
  printMult(2, 3);
  printSquare(10);
}

このプログラムを実行し、各メソッドが期待通りに動いていることを確認する。確認したら、mainメソッドの中身は空にして良い。

「PrintMult に対する単体テスト」を実行する。

単体テストを行った際に緑のバーが表示されれば、各メソッドはある程度正しく作成されていると思われる。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「実行」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
(メソッド名), 期待された結果と異なります	(メソッド名)を起動した結果が期待された結果と異なる。下記のテスト項目を参照

テスト項目は以下の通りである。

項目名	詳細
testPrintMult_M1_M1	printMult を実引数 (-1, -1) で起動した
testPrintMult_0_100	printMult を実引数 (0, 100) で起動した
testPrintMult_5_7	printMult を実引数 (5, 7) で起動した
testPrintSquare_1	printSquare を実引数 (1) で起動した
testPrintSquare_M1	printSquare を実引数 (-1) で起動した
testPrintSquare_10	printSquare を実引数 (10) で起動した

プログラムの作成

続けて、先ほど作成したPrintMultクラスのmainメソッドの中身を記述する。main メソッドでは、i = {1..9} においてprintMultを実引数 (10, i) で順番に起動したあとに、i = {1..9} においてprintSquareを実引数 (i) で順番に起動する。

package j1.lesson07;

public class PrintMult {

    public static void main(String[] args) {
        // 1 から 9 をそれぞれ 10 倍したものを表示
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            printMult(10, i);
        }
        
        // 1 から 9 をそれぞれ 2 乗したものを表示
        for (int i = 1; i <= 9; i++) {
            printSquare(i);
        }
    }
    
    // 与えられた 2 つの整数に対して、その積を表示
    public static void printMult(int a, int b) {
        int c = a * b;
        System.out.println(a + " * " + b + " = " + c);
    }
    
    // 与えられた整数に対して、その 2 乗を表示
    public static void printSquare(int a) {
        printMult(a, a);
    }
}

プログラムの実行

先週までと同じ手順でプログラムを実行する。

実行が成功すると、以下のように表示される。

10 * 1 = 10
10 * 2 = 20
10 * 3 = 30
10 * 4 = 40
10 * 5 = 50
10 * 6 = 60
10 * 7 = 70
10 * 8 = 80
10 * 9 = 90
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

機能テスト

ここまでの作業をCtrl+Sを押して保存し、コンパイルを行う (保存時に自動で行われる)。ここでエラーが発生していたら文法エラーなので見直す。

「PrintMult に対する機能テスト」を実行する。

赤いバーが表示された場合、メッセージを元にプログラムを見直すこと。修正を行い、Ctrl+Sで保存した後に「実行」ボタンをクリックする。

メッセージ	詳細
無限ループの可能性	繰り返し部分が無限に繰り返されていないか確認
期待された結果と異なります	出力された結果が期待された値と異なる。「期待された値」と「実際の値」を比較 (エラーメッセージが出力されているエリアの下のほうにあるバーをスクロールさせれば見ることができる) し確認。他にも直接プログラムを実行して結果を調べたり、エラーメッセージの2行目にあるat以下を参考にプログラムを見直す

メッセージ

詳細

無限ループの可能性

繰り返し部分が無限に繰り返されていないか確認

期待された結果と異なります

出力された結果が期待された値と異なる。「期待された値」と「実際の値」を比較 (エラーメッセージが出力されているエリアの下のほうにあるバーをスクロールさせれば見ることができる) し確認。他にも直接プログラムを実行して結果を調べたり、エラーメッセージの2行目にあるat以下を参考にプログラムを見直す

機能テスト失敗時のヒント

メッセージ	詳細
期待された結果と異なります	出力された結果が期待された値と異なる。

機能テストの項目

項目名	テストの内容
testRun	プログラムを実行

解説

解説のために、プログラムに行番号をつけて解説する。

01: package j1.lesson07;
02: 
03: public class PrintMult {
04: 
05:     public static void main(String[] args) {
06:         // 1 から 9 をそれぞれ 10 倍したものを表示
07:         for (int i = 1; i <= 9; i++) {
08:             printMult(10, i);
09:         }
10:         
11:         // 1 から 9 をそれぞれ 2 乗したものを表示
12:         for (int i = 1; i <= 9; i++) {
13:             printSquare(i);
14:         }
15:     }
16:     
17:     // 与えられた 2 つの整数に対して、その積を表示
18:     public static void printMult(int a, int b) {
19:         int c = a * b;
20:         System.out.println(a + " * " + b + " = " + c);
21:     }
22:     
23:     // 与えられた整数に対して、その 2 乗を表示
24:     public static void printSquare(int a) {
25:         printMult(a, a);
26:     }
27: }

7行目

以下の条件で繰り返しを開始する

int 型の変数 i を宣言し、初期値を1に設定する
毎回の繰り返しの最初に i <= 9 が成立するか調べ、成立しなければ繰り返しを終了する (10行目へジャンプ)
毎回の繰り返しの最後に、iの値を1だけ増やす

8行目 (7行目から始まるforループの中身)

引数にそれぞれ 10 と i を入れ、メソッド printMult(int, int) を呼び出す

12行目

以下の条件で繰り返しを開始する

int 型の変数 i を宣言し、初期値を1に設定する
毎回の繰り返しの最初に i <= 9 が成立するか調べ、成立しなければ繰り返しを終了する (15行目へジャンプ)
毎回の繰り返しの最後に、iの値を1だけ増やす

13行目 (12行目から始まるforループの中身)

引数に i を入れ、メソッド printSquare(int) を呼び出す

15行目

(プログラムの終了)

18行目

メソッド printMult(int, int) を宣言

19行目

int型の変数 c を宣言
c の中身を a * b で初期化

20行目

以下を結合したものを表示

a (整数型の第1引数)
文字列 " * "
b (整数型の第2引数)
文字列 " = "
c (a * b の結果)

24行目

メソッド printSquare(int) を宣言

25行目

引数にそれぞれ a を入れ、メソッド printMult(int, int) を呼び出す