カテゴリー: Javaプログラム基礎

Javaの基本

Java はじめて 11 〜ループ処理A: for文2 拡張for文〜

イントロダクション

前回やったFor文よりも簡単な書き方ができるFor文です。これは配列や、リスト(Listインターフェース)などのコレクション(Collection)をループするときに便利な書き方です。
もちろん、配列でも便利です。
＜実行してみた＞

拡張for文の書き方

今回は、拡張for文の書き方をやります。書き方は以下のようになります。

for (取り出した変数 : 配列などの変数) {
    // 何かしらの処理
}

for文＋if文


for文＋switch文


前回のfor文

前回やったfor文は昔からあるもので、色んな事に使用できます。下のような書き方です。

for (初期化 ; ループ条件 ; ループする時の処理) {
   // 何かしらの処理
}


拡張for文

一言で言えば使いやすい、なのですが、それは配列やリストをループする時の話です。使い方次第では色んなことができると思います。実際に使用できるサンプルコードを下に示します。

配列でループ

配列は、データが一つの変数に複数の値が番号付きで並んでいるよう名イメージです。目で見えるものではないので、自分なりのイメージを持つと理解しやすいと思います。下の動画は、While文を使っていますが、配列に関して解説した動画になります。

public static void main(String[] args) {
   String[] arr = new String[]{"一郎", "二郎", "三郎"};
   for (String name : arr) {
      System.out.println("私の名前は、" + name + "です");
   }
}

こんな感じです。ちなみにリストでやる場合も同じような形です。

List

public static void main(String[] args) {
   List<String> list = new ArrayList<String>;
   list.add("一郎");
   list.add("二郎");
   list.add("三郎");
   for (String name : list) {
      System.out.println("私の名前は、" + name + "です");
   }
}

ラムダ式

public static void main(String[] args) {
   List<String> list = new ArrayList<String>;
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("一郎");
    list.add("二郎");
    list.add("三郎");
    // ここがラムダ式
    list.forEach(System.out::println);
}

＜For文を使ってみた＞

＜String型とchar型＞※後半にfor文の実装を行なっています。

問題

for文を一回使用して、コンソール出力にて下のような絵を描画してください。「*(アスタリスク)」を使って描画します。
上から順にアスタリスクが1個, 2個, 3個, 4個, 5個, 6個と並んでいます。

*
**
***
****
*****
******

問題２

拡張for文を使用して、次のコードを書き換えてください。

public class Mondai() {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numArray = new int[] {3, 2, 1, 0};
        String[] strArray = new String[] {"あああ", "aaa", "bbb", "おおお"};

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int val = numArray[i];
            System.out.println(val + "番目の値: " + strArray[val]);
        }
    }
}

でわでわ。。。

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Java はじめて 10 〜ループ処理A: for文1〜

イントロダクション

プログラミングの基本、ループ文の代表選手「For文」を学習します。これが使えるようになるとたくさんのデータを扱うことができるようになります。

FOR文の学習

Javaでのループ処理の代表選手「for文」を理解します。

for文の書き方

for (初期化 ; ループ条件 ; ループする時の処理) {
   // 何かしらの処理
}

というような形で実装します。具体的には下のように書きます。これは、ループを５回繰り返し０〜４をコンソールに表示するプログラムです。

基本的なFOR文

カウンター変数の「i」を0からカウントアップしていき、特定の値に達したところで終了します。
カウントアップをしている処理は「i++」の部分んです。俗にいう「インクリメント」というやつですね。。。

public static void main(String[] args) {
   for(int i = 0; i < 5; i++) {
      System.out.println("カウント" + i);
   }
}

このような形でfor文は作ります。for文の動きは以下のようになります。1. 初期化処理＝int i = 0; が走り、int型の変数「i」が0で初期化されます。

  1. ループ条件＝i < 5がtrueの時ループする。１回ループするたびに変数「i」がインクリメント「プラス１」されて「i」が0〜4まで増えます。
  2. １回の処理が終わったらループする時の処理＝i++(インクリメント)を実行する
  3. ループ条件でfalseの時にループを抜ける

    変形のFOR文

    上記のものは、カウンター変数「i」が0から4まで。。。という形でしたが、次は10から6までという形のFOR文です。
    上記の処理とは逆にカウントダウンしています。なので「i++」だった部分は「i--」になります。
    俗にいう「デクリメント」というやつです。

public static void main(String[] args) {
   for(int i = 10; i > 5; i--) {
      System.out.println("カウント" + i);
   }
}

FOR文の動きをまとめると下のようになります。

  1. int型の変数「i」が0で初期化
  2. 論理演算(trueかfalseが判定される(返される))「i < 5」がtrueの間ループが実行される。全体的には「i」が0〜4の間ループされるので、５回ループする
  3. あと処理を行う。具体的には、「{」「}」の間の処理を実行後に「i++」が実行される。１回ループすると「i」が0から１になる。

FOR文の実用例

<iframe width="618" height="498" src="https://www.youtube.com/embed/Y6BMXOXTiJM"; title="javaプログラミングの初めの２６歩目、メソッドを作成して使用してみました。処理内容には拡張FOR文を追加、詳細は説明に記載します。" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" allowfullscreen></iframe>

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/Y6BMXOXTiJM"; title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" allowfullscreen></iframe>

以前やった配列をよく使用します。
配列の中身を取り出して、何かしらの処理を行いたい時がよくあります。こんな時は以下のような実装を行います。

public static void main(String[] args) {
   String[] arr = new String[] {"a", "b", "c"};
   for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
      System.out.println(arr[i];
   }
}

フロー図を書くと下のようになります。

問題

for文を使って１〜１０までの合計を計算し、結果を表示するプログラムを書いてください。
<表示結果>

1+2=3
3+3=6
6+4=10
  ・
  ・
  ・

動画でやってみると、配列を使った形ですが、下のような感じです。

他にも作成しました。

健闘を祈ります。

でわでわ。。。

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Java はじめて 9 〜switch文〜

イントロダクション

前回やったif文と同じように条件分岐を行う構文です。
ifでやるより、switchの方が「変数の値がXXXの時」ということがわかりやすいです。

最終的には、コードを書く人の好みになってしまいますが。。。

Switch文

今回は、switch文の書き方、使い方(サンプルコード)をやります。switch文はif文と同様に、文字列と数値で判定できます。
※JDK1.8では文字列が使用可能、しかし古いJDKでは使えないかも？

ちなみに前回の記事はこちらです。前回の内容を踏まえて記載しています。

switch文の書き方

switch(判定する値) {
    case 値がXXXの時のケース :
    // 処理１
    case 同上:
    // 処理２
    default:
    // 上記以外のケース
}

こんな感じです。if文と何が違うのか？見た目が違いますね。。。なので、前回作成したプログラムはif文で作成しましたが、switch文で書き直すことができます。
＜前回のコード＞

Scanner scan = new Scanner(System.in);
String str = scan.nextLine();

if ("aaa".equals(str)) {
    System.out.println("aaaが入力されました。");
} else {
    System.out.println("そのほかの値が入力されました。");
}

＜処理内容＞

  1. 標準入力クラスを生成(java.util.Scanner)
  2. 入力1行分(入力後にエンターキーを押下したときの全部)を取得(変数strにセット)
  3. strの値が「aaa」と等しいとき「aaaが入力されました。」を表示
  4. strの値が「aaa」と等しくないとき「そのほかの値が入力されました。」を表示

※「"aaa".equals(str)」はstrの値が「aaa」の時にtrueを返します。

コードを書き直す前に、一回動かしてみましょう。
全体のコードは下のようになります。

import java.util.Scanner;
public class MainMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
        MainMethodTest main = new MainMethodTest();
        // 標準入力を受ける
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        String str = scan.nextLine();
        if ("aaa".equals(str)) {
            Systme.out.println("aaaが入力されました。");
        } else {
            System.out.println("その他の値が入力されました。");
        }
    }
}

これは、単純にif文で書いた時のもの。。。これを書き換えてswitch文に変更します。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello World");
    MainMethodTest main = new MainMethodTest();
    // 標準入力を受ける
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    String str = scan.nextLine();
    switch (str) {
    case "aaa":
        System.out.println("aaaが入力されました。");
    default:
        System.out.println("その他の値が入力されました。");
    }
}

これで動かしてみます。

ん？何か余計なものが出力されています。「その他の〜」
は表示されちゃいけないはず。。。

そうなんです。「break」がないので処理がdefaultの部分も通ってしまうのです。
この「break」はループしている時にも使えるコードで、「処理を抜ける」という意味があります。ちょっと上のコードに「break」を加えて実行してみます。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello World");
    MainMethodTest main = new MainMethodTest();
    // 標準入力を受ける
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    String str = scan.nextLine();
    switch (str) {
    case "aaa":
        System.out.println("aaaが入力されました。");
        <b>break;</b>
    default:
        System.out.println("その他の値が入力されました。");
    }
}

こんな感じで実装します。〜文は基本ですが、実際にアプリケーション(ゲームも含む)を作成しようとした時の土台になります。ここら辺を理解して、オブジェクトの組み合わせ方を理解してやれば、想い通りのアプリケーションができるかも？
※何かをやろうとした時に「イレギュラー」はつきものです。やはり「根性」で突破するしかないような気がします(笑)

そんなわけで、今回のswitch文はここまでにしようと思います。

でわでわ。。。

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関連ページ

Java Mid Basic

Java Basic

やったこと一覧

Java はじめて8 〜booleanとif~

イントロダクション

ほとんどのプログラム言語で共通する処理として「条件分岐」というのがあります。これは、「XXXの時は〜の処理」という場合と「◯◯◯の時は□□□」というような形で処理を分けたいときに使用します。
＜実行サンプル＞

補足

文字列の比較は「equals()」を使用して行います。具体的には、下のようなコードで判定を行います。

String str = "abc";
// trueがisTrueにセットされる
boolean isTrue = "abc".equals(str);
// falseがisFlaseにセットされる
boolean isFalse = "aaa".equals(str);

上記コード、変数のisTrueとisFalseにはそれぞれ「true」と「false」が入っています。
日本語で言うならば、trueは「真」、falseは「偽」です。

boolean型とif文

if文は「もし〜だったら〜」のような処理を行います。条件分岐と呼ばれる処理です。
これはよく使うし、プログラムでもちょっと間違うとえらいことになってしまうので。要注意です。

Boolean変数

プリミティブ型の変数「boolean」があります。これは値として持つのが２つだけです。
「True」と「False」だけです。時によりint型の「0」をFalse, 「1」をTrueとして扱うこともあり、実際にそのように値をセットすることもできたのは昔の話のようです。。。
それでは、これを一体何に使うのか？

if文の書き方

プログラムでのif文は下のように書きます。下の「条件式」とは巷で「論理式」とも言われているものです。結局は「TRUE」か「FALSE」のどちらかを返す式のことです。

if (条件式) {
   // 処理
   }

＜条件式のサンプル＞

1 == 1; // TRUE
1 == 2; // FALSE
1 != 2; // TRUE
ture != true; // FA+SE

実際には、このように書きます。

Scanner scan = new Scanner(System.in);
String str = scan.nextLine();
if ("aaa".equals(str)) {
   System.out.println("aaaが入力されました。");
}

これがif文です。大したことありません(笑)
でわ、次、「もし〜だったら〜、そのほかの場合はXXXX」を加えてみます。

Scanner scan = new Scanner(System.in);
String str = scan.nextLine();
if ("aaa".equals(str)) {
   System.out.println("aaaが入力されました。");
} else {
   System.out.println("そのほかの値が入力されました。");
}



これをelse文とかelse句と呼びます。実際は「エルスのなかにXXXX」なんて言ったりします。

まぁ手応えがあるかと思います。
でわ、次「もし〜だったら〜、他にもしXXXだったら、XXX、そのほかの場合は○○○」
のようにちょっと複雑な処理を行いたい場合

Scanner scan = new Scanner(System.in);
String str = scan.nextLine();
if ("aaa".equals(str)) {
   System.out.println("aaaが入力されました。");
} else if ("bbb".equals(str)) {
   System.out.println("bbbが入力されました。");
} else {
   System.out.println("そのほかの値が入力されました。");
}

上のように条件を加えてやります。


あれ？

「boolean使ってなくない？」と思った方、流石でございます。 変数にbooleanを取り出していないのです。
つまり「"aaa".equals(str)」の部分がbooleanを返却します。
それに関しては、JavaDocAPIを見るのが一番です。今回使用しているのは"aaa"のメソッド「equals」です。
「"aaa"は文字列では？」と思った方、流石でございます。「文字列=String」なのです。
だからStringクラスのメソッド(JavaDocへのリンク)が使用できるのです。

実際に使用する時には次のように書きます。

boolean flg = "hello".equals(args[0];
if (flg) {
   System.out.println("True")l
} else {
   System.out.println(""False");
}

実践

以前作成したハローワールドの処理を変更してみます。
以前のソース

ublic class MainMethodTest {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Hello World");
      MainMethodTest main = new MainMethodTest();
      main.calculation();
   }
   /** viを使用する時「i」を入力すると文字入力ができる*/
   public void calculation() {
       System.out.println("1 + 1 = " +(1+1));
   }

}

このソースに先ほどのif文を入れてみます。

public class MainMethodTest {
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Hello World");
      MainMethodTest main = new MainMethodTest();
      main.calculation();
      // if文を追加
      if (args.length == 0) {
         System.out.println("プログラム引数がありません");
      } else if (args.length >= 3) {
         System.out.println("プログラム引数は２つまでです。");
      } else {
         System.out.println("プログラム引数は１、２個あります");
      }
   }
   /** viを使用する時「i」を入力すると文字入力ができる*/
   public void calculation() {
       System.out.println("1 + 1 = " +(1+1));
   }

}

実行してみました。こんな感じで動きます。
ちなみに、プログラム引数の使い方は下のような手順です。※Eclipseでのやり方
Eclipseでプログラム引数を渡すときは下のように行います。

  1. 実行するJavaファイルを右クリック
  2. 実行⇒実行の構成
    Program args
  3. 起動するクラスを選択、もしくは、検索
  4. 引数タブの「プログラム引数」に引数(文字列)を渡す
    ※プログラム引数を複数渡すときは間にスペースを入れる


例題

  1. boolean型の変数「flg」を「false」で初期化します。
  2. もし「flg」がtrueの場合は「こんにちは」をコンソール(標準出力)に出力してください。
  3. そうでない場合は、「さようなら」をコンソール(標準出力)に出力してください。
public class Hajimete8 {
    public static void main(String[] args) {
        boolean flg = false;

        if (flg == true) {
            System.out.println("こんにちは");
        } else {
            System.out.println("さようなら");
        }
    }
}

問題

例題のコードを変更して「こんにちは」を表示するようにプログラムを変更してください。

でわでわ。。。

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関連ページ

Java Basic Step1-3



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Java Basic一覧

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  8. Java Basic Level8 〜How to use for statement〜
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  10. Java Basic Level 9〜Training of for statement〜
  11. Java Basic Level 10 〜While statement 〜
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  13. Java Basic Swing Level 2〜オブジェクト指向2〜
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Git関連

  1. Java Git clone in Eclipse 〜サンプルの取得〜
  2. Eclipse Gitリポジトリの取得 〜GitからソースをPullしよう〜
  3. IntelliJ IDEA Git〜Gitリポジトリからクローン〜

Java はじめて7 〜配列とは、配列の使い方〜

イントロダクション

プログラムを作成する上で、沢山のデータを扱うことがあります。例えば、日本の統計局で作成した人口統計などをダウンロードしてきて、そのファイル(CSVファイルといいます)からデータを取得して何かしらの処理を行う。。。

このときに取得したデータを変数にセット(代入)する必要がありますが、使用する変数の型が「配列」というわけで配列について学習します。

Java基礎をハローワールドから順番に１分以内の動画にしています。

配列の実装動画

配列に関する解説

配列の種類と宣言

int型の配列: int[] intArr;
double型の配列: double[] doubleArr;
String型の配列: String[] strArr;

上記のように各データ型の後に「[]」をつけた形で宣言してやれば配列として宣言したことになります。
初期化する場合は、下のようになります。これで「＝」の右側を書かなければ宣言ですね。

// 宣言
int[] arr;
// 初期化
int[] na = new int[]{1,2,3,4};
double[] da = new double[]{0.1,0.2,0.3};
String[] sa = new String[]{"aaa","bbb","ccc"};

配列の使い方

今回は、配列について記載します。配列とはデータの集まりです。目に見えるものではなく、データをメモリ領域です。
これらを操作するためには、自分なりのイメージを持つのがわかりやすいと思います。
自分のイメージは「ダンボール」です。

配列とはイメージ的な話をしても仕方ないのですが、目に見えないものなのでイメージを「自分なりに明確にする」必要があります。
データ型は以前示したように、int型、double型などプリミティブ型でも、参照型でも配列として扱うことができます。

//// プリミティブ型 ////
// int型の配列
int[] num = new int[] {0, 1, 2, 3];
// double型の配列
double[] dob = new double[] {1.0, 2.2, 0.1};
//// 参照型 ////
String[] strs = new String[] {"aa", "bbb", "vcv"};
OriginalClass[] cls = new OriginalClass[] {new OriginalClass(), new OriginalClass()};

とりあえずコードを書いてみました。

何に使うの？

ズバリ、情報処理の部分で使用します。具体的にはDBから取得したデータ、WebAPIで取得したデータなど(JSONの配列になっていることが多いです)、オープンデータなどがあります。
ちょっと、ダウンロードしてみたので、それを一部記載します。ダウンロードしたのは「オープンデータ取組済自治体一覧」です。

ちなみに、コマンドでオープンデータが取得できます。

団体コード,団体名,サイトのURL1,サイトのURL2,サイトのURL3,追加日,更新日
010006,北海道,http://www.pref.hokkaido.lg.jp/ss/jsk/opendata/opendata.htm,https://www.harp.lg.jp/opendata/,,,
020001,青森県,https://opendata.pref.aomori.lg.jp/,,,,2019.03.11
030007,岩手県,https://www.pref.iwate.jp/kensei/seisaku/jouhouka/1012070/index.html,,,,
040002,宮城県,http://www.pref.miyagi.jp/site/opendata-miyagi/,,,,
050008,秋田県,https://www.pref.akita.lg.jp/pages/archive/32419,,,,

このCSVデータというのは、「カンマ区切りの可変長データ」で行の一番初めの部分「団体コード,団体名,サイトのURL1,サイトのURL2,サイトのURL3,追加日,更新日」と記載している部分がヘッダー(見出し)にあたります。
見やすくすると、以下のようになります。

団体コード 団体名 サイトのURL1 サイトのURL2 サイトのURL3 追加日 更新日
010006 北海道 http://www.pref.hokkaido.lg.jp/ss/jsk/opendata/opendata.htm,https://www.harp.lg.jp/opendata/
020001 青森県 https://opendata.pref.aomori.lg.jp/ 2019.03.11
030007 岩手県 https://www.pref.iwate.jp/kensei/seisaku/jouhouka/1012070/index.html
040002 宮城県 http://www.pref.miyagi.jp/site/opendata-miyagi/
050008 秋田県 https://www.pref.akita.lg.jp/pages/archive/32419

上記のように、みることができます。そしてプログラムではこのようなデータをCSVと呼び、カンマ区切り、タブ区切りのデータとして通信したり、オープンデータのようにダウンロードできたりします。

配列の注意点

配列はデータとして扱うことが多いので、データの出し入れをやることが(実装として)多いです。ですが、データを取り出そうとした時に１番目、２番目。。。と考えていると間違えます。下のサンプルコードを見てください。
String[] lv1Array = new String[] {"a", "b", "c"};
上のコードは"a"を取得しようとするときはlv1Array [0]のように実装する必要があります。lv1Array[1]とすると"b"が取得されてしまいます。つまりは

配列は０番目から始まります。

とりあえずは「そんなもんだ」と理解しておいてください。

このようなデータを解析したり、統計学したりするのが最近の流行りのようですが、そんなことよりも早く「テキストRPG」を完成させたいという欲求が自分にはあります(笑)。
本当のことを言うと「統計学」がわからないので現状では作業がストップしている状況です。ただいま勉強中。。。

配列を使ったサンプルコード

Gitにアップしているのでこちらはダウンロードできます。そして、下のコードはGitのコードになります。

public static void main(String[] args) {
    // 1次元配列
    String[] lv1Array = new String[] {"a", "b", "c"};
    // 2次元配列
    String[][] lv2Array = new String[][] {{"a", "b", "c"}, {"d", "e", "f"}};
    // 3次元配列
    String[][][] lv3Array = new String[][][] {
        {{"a", "b", "c"}, {"d", "e", "f"}}
        ,{{"g", "h", "i"}, {"j", "k", "l"}}
        ,{{"m", "n", "o"}, {"p", "q", "r"}}
    };
    // 1次元配列を表示する
    System.out.println("*** 1次元配列を表示 ***");
    for (String nakami : lv1Array) {
        printf("", nakami);
    }
    // 2次元配列
    System.out.println("\n*** 2次元配列を表示 ***");
    for (String[] nakamiLv2 : lv2Array) {
        for (String nakami : nakamiLv2) {
            printf("", nakami);
        }
    }
    // 3次元配列
    System.out.println("\n*** 3次元配列を表示 ***");
    for (String[][] nakamiLv3 :lv3Array) {
        for (String[] nakamiLv2 : nakamiLv3) {
            for (String nakami : nakamiLv2) {
                printf("", nakami);
            }
        }
    }
}

結局は、配列と言ってもデータを１つに変数にまとめるための機構なんだと思ってもらっても結構なです。
そして、StringクラスなどにはtoArray()メソッドがあり、配列として扱うためのAPIが揃っているので配列を理解しておくと便利です。

StringクラスはtoCharArray()で、Char型の配列を返します。

追伸

上のCSVデータですが。これは初めに文字列で受け取ります。それを配列に変換してやれば、データの１つ１つを扱えます。いかにサンプルコードを示します。

String csvData = "010006,北海道,http://www.pref.hokkaido.lg.jp/ss/jsk/opendata/opendata.htm,https://www.harp.lg.jp/opendata/,,,\r\n020001,青森県,https://opendata.pref.aomori.lg.jp/,,,,2019.03.11";
String[] csv = csvData.split(",");
// 拡張for文
for (String data : csv) {
    System.out.pritln(data);
}

余談ですが
java.util.ArrayListこのクラスは、可変長配列を実装しているクラスで「リスト」と名前がついていますが、配列です。JavaDocにも記載があります。
とりあえずは、配列が使えると「データサイエンス」にも手が出るかも？と言うことです。もちろんデータ処理にも使います。

でわでわ。。。

＜配列の使い方＞

＜配列を使って見た(余計な音が入っています)＞

やってみよう

配列を宣言してみましょう。そして、配列の中身を参照して見ましょう。

例題

  1. int型の配列「intArr」を宣言してください。
  2. char型の配列「chArr」を次のコードで初期化してください。「{'a', 'b', 'c', 'd'}」
    char型は「'(シングルクォーテーション)」で囲みます。String型は「"(ダブルクォーテーション)」なので間違えないようにしましょう。
  3. 変数「chArr」の配列０番目と１番目をコンソール(標準出力)に出力してください。
public class Hajimete7 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] intArr;
        char[] chArr = {'a', 'b', 'c', 'd'};
        System.out.println(chArr[0]);
        System.out.println(chArr[1]);
    }
}

問題

  1. double型の配列「doubleArr」を宣言してください。
  2. String型の配列「strArr」を次のコードで初期化してください。「{'a', 'b', 'c', 'd'}」
  3. 変数「strArr」の配列０番目と１番目をコンソール(標準出力)に出力してください。

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For文の書き方

while文の書き方



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