Java Bronze資格対策｜配列

こんにちは！Palmです！

Java Bronzeという資格に向けての学習していこうかと思います。
前回はJavaの宣言方法について勉強しましたが、今回は配列について勉強していこうかと思います。

このブログは、Java Bronze資格の学習を通じてJavaの基本概念を理解し、試験対策を行うことを目的としています。

コーディングちゃん

このブログに向いている人

• Javaを初めて学ぶ
• 基本を復習したい

Java Bronze資格とは

Java Bronze資格（正式名称は「Oracle Certified Java Programmer, Bronze SE」）は、Oracleが提供するJavaプログラミングに関する初級資格です。

この資格は、Javaの基本的な知識とスキルを証明するものであり、これからJavaプログラミングを学び始める人や、基本をしっかり押さえたい人に適しています。

外部リンク

Java Bronze公式サイト

Javaの配列

本記事では、配列について詳しく解説します。

前回のブログです、宣言方法を知りたいかたはぜひ！

合わせて読みたい

Java Bronze資格対策｜インスタンス変数とStatic変数

配列とは何か

デジタリアちゃん

ねえねえ、コーディングちゃん！配列って何か知ってる？

コーディングちゃん

もちろん。配列は同じデータ型の値を一つの集合として扱うデータ構造だよ。各要素はインデックスで識別されるんだ。

デジタリアちゃん

それってデータを整理するのに便利そうだね！

配列は、Javaにおいて非常に重要なデータ構造の一つです。複数の同じデータ型の要素を一つの変数で管理するための方法を提供します。配列を使うことで、データの整理、アクセス、管理が効率的に行えます。

配列の基本概念

配列とは、同じデータ型の値を一つの集合として扱うためのデータ構造です。配列の各要素はインデックス（添え字）によって識別されます。インデックスは0から始まり、配列のサイズ-1までの整数値を取ります。

配列の定義

• 配列の宣言: 配列を使うためにはまず配列型の変数を宣言します。

1int[] numbers;

• 配列の生成: 宣言された配列変数に対して、実際のメモリを確保する必要があります

1numbers = new int[10];

配列の特徴と利点

配列の用途

配列は、以下のような場面で特に有用です。

データの整理と管理

たとえば、学生の点数を管理する場合、配列を使用することで、各学生の点数を一つの変数にまとめて保持できます。

1int[] scores = new int[30]; // 30人分の学生の点数を保持する配列

一括処理の利便性

配列を使用することで、ループを活用して全要素に対する操作を簡単に行えます。

1for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
2    scores[i] = i * 10; // 各要素に値を代入
3}

配列の種類

デジタリアちゃん

配列には種類があるんだってね。どんな種類があるの？

コーディングちゃん

大きく分けて2つ、プリミティブ型配列とオブジェクト型配列があるよ。

Javaでは、配列はその要素が持つデータ型によって大きく2つの種類に分類されます。これらの分類により、配列の使い方や特性が異なります。ここでは、プリミティブ型配列とオブジェクト型配列について詳しく解説します。

プリミティブ型配列

デジタリアちゃん

プリミティブ型配列って、どんな感じ？

コーディングちゃん

プリミティブ型配列は、intとかcharみたいな基本データ型の配列だね。

プリミティブ型配列とは、配列の各要素がプリミティブデータ型（基本データ型）の値を持つ配列です。プリミティブデータ型には、int、char、boolean、doubleなどがあります。

定義と例

• 基本構文:

1int[] intArray; // int型の配列
2char[] charArray; // char型の配列

• 例と説明:

1int[] numbers = new int[5]; // 5要素のint型配列
2double[] decimals = new double[10]; // 10要素のdouble型配列

特徴と使用例

1int[] scores = new int[3];
2scores[0] = 90;
3scores[1] = 80;
4scores[2] = 85;

オブジェクト型配列

デジタリアちゃん

ふむふむ。それじゃ、オブジェクト型配列は？

コーディングちゃん

オブジェクト型配列は、StringとかIntegerみたいなクラスのオブジェクトを要素とする配列だよ。

オブジェクト型配列とは、配列の各要素がオブジェクト参照を持つ配列です。ここでは、String、Integer、CustomObjectなどのクラス型が該当します。

定義と例

• 基本構文:

1String[] stringArray; // String型の配列
2Integer[] integerArray; // Integer型の配列

• 例と説明:

1String[] names = new String[3]; // 3要素のString型配列
2CustomObject[] objects = new CustomObject[5]; // 5要素のCustomObject型配列

特徴と使用例

1String[] fruits = new String[3];
2fruits[0] = "Apple";
3fruits[1] = "Banana";
4fruits[2] = "Cherry";

プリミティブ型配列とオブジェクト型配列は、それぞれ異なる特徴と利点を持ちます。使用する場面に応じて適切な配列を選択することが重要です。次の章では、配列の宣言と生成について詳しく見ていきます。

配列の宣言と生成

デジタリアちゃん

配列を使うにはどうすればいいの？

コーディングちゃん

まず配列変数を宣言して、それからメモリを確保して配列インスタンスを生成するんだ。

配列を使用するためには、まず配列変数を宣言し、必要なメモリを確保するために配列インスタンスを生成する必要があります。ここでは、配列の宣言と生成の方法について詳しく説明します。

配列型変数の宣言

配列型変数の宣言とは、配列のデータ型と変数名を指定することです。これにより、Javaコンパイラは変数が配列であることを認識します。

基本構文

1dataType[] arrayName;

• dataType: 配列の要素が持つデータ型（例えば、int、double、Stringなど）
• arrayName: 配列の名前

例と説明

• 整数型の配列を宣言する例

1int[] numbers;

• 文字列型の配列を宣言する例

1String[] names;

配列インスタンスの生成

配列インスタンスの生成とは、実際に配列のメモリを確保し、配列の要素数を指定することです。これにより、配列変数に対してメモリが割り当てられ、配列が使用可能になります。

基本構文

1arrayName = new dataType[size];

• size: 配列の要素数

例と説明

• 10要素の整数型配列を生成する例

1numbers = new int[10];

• 5要素の文字列型配列を生成する例

1names = new String[5];

宣言と生成を同時に行う

デジタリアちゃん

なるほど！宣言と生成を同時にすることもできるんだよね？

コーディングちゃん

そうだよ。例えば、int[] numbers = new int[5]; って感じでね。

配列の宣言と生成を同時に行うことで、コードをより簡潔に記述することができます。

基本構文と例

• 10要素の整数型配列を宣言と同時に生成する例

1int[] numbers = new int[10];

• 5要素の文字列型配列を宣言と同時に生成する例

1String[] names = new String[5];

利点と使用例

宣言と生成を同時に行うことで、コードが読みやすくなり、メモリ割り当てを一貫して行えるようになります。

• 使用例: 学生の成績を管理するための配列を宣言と同時に生成

1double[] studentGrades = new double[30]; // 30人分の成績を管理

配列の宣言と生成は、配列を使用する上で最も基本的な手順です。正しい手順で宣言と生成を行うことで、効率的に配列を利用できます。次の章では、配列とその要素の初期化について詳しく見ていきます。

配列とその要素の初期化

デジタリアちゃん

配列の初期化ってどうするの？

配列を使用する前に、その要素を初期化する必要があります。初期化には、デフォルト値を利用する方法と、明示的に値を設定する方法の2つがあります。ここでは、それぞれの方法について詳しく説明します。

デフォルト値

コーディングちゃん

配列にはデフォルト値があって、プリミティブ型は0とかfalse、オブジェクト型はnullで初期化されるんだ。でも、明示的に初期化することもできるよ。

配列を生成した際に、特定の値を設定しなかった場合、配列の要素にはデフォルト値が設定されます。デフォルト値は、配列の要素のデータ型に依存します。

配列のデフォルト初期値

例と説明

• 整数型配列のデフォルト値

1int[] numbers = new int[5];
2// numbersの各要素はデフォルトで0に初期化される

• 文字列型配列のデフォルト値

1String[] names = new String[3];
2// namesの各要素はデフォルトでnullに初期化される

明示的な初期化

デジタリアちゃん

例えば、int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; みたいに？

コーディングちゃん

その通り。生成時に値を設定したり、後から値を代入したりできるんだ。

配列を生成する際に、各要素に具体的な値を設定することも可能です。これにより、配列の要素を任意の値で初期化できます。

基本構文と例

• 生成時の初期化:

1int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
2String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

• 生成後の初期化:

1int[] numbers = new int[5];
2numbers[0] = 1;
3numbers[1] = 2;
4numbers[2] = 3;
5numbers[3] = 4;
6numbers[4] = 5;

利点と使用例

明示的に初期化することで、配列の各要素に対して必要な値を設定できます。これにより、配列を使用する前にデータを整えることができます。

• 使用例: 学生の名前を初期化

1String[] studentNames = {"John", "Jane", "Jim"};

配列の初期化には、デフォルト値を利用する方法と、明示的に値を設定する方法があります。状況に応じて適切な初期化方法を選ぶことが重要です。

配列の要素数と添え字

デジタリアちゃん

配列の要素数ってどうやって知るの？

配列を効率的に扱うためには、配列の要素数（長さ）と添え字の概念を理解することが重要です。また、添え字を正しく扱わないと実行時にエラーが発生することがあります。ここでは、配列の要素数と添え字について詳しく説明します。

配列の要素数

コーディングちゃん

length プロパティを使うんだ。例えば、numbers.length で要素数がわかるよ。

配列の要素数は、その配列に含まれる要素の数を表します。Javaでは、配列の長さを取得するためにlengthプロパティを使用します。

配列のlengthプロパティ

• 基本構文:

1arrayName.length;

• 例と説明:

1int[] numbers = new int[5];
2int size = numbers.length; // sizeは5になる

添え字の概念

添え字（インデックス）は、配列の各要素を識別するための番号です。Javaの配列では、添え字は0から始まります。つまり、最初の要素の添え字は0であり、最後の要素の添え字はlength - 1になります。

添え字の範囲と役割

• 基本構文と例:

1int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
2int firstElement = numbers[0]; // 最初の要素
3int lastElement = numbers[numbers.length - 1]; // 最後の要素

実行時の例外

デジタリアちゃん

そうなんだ！添え字も重要なんだよね？

コーディングちゃん

そうだね。添え字は0から始まるから注意して使わないと、ArrayIndexOutOfBoundsException っていうエラーが出るよ。

配列の要素にアクセスする際に、無効な添え字を使用するとArrayIndexOutOfBoundsExceptionがスローされます。これは、指定した添え字が配列の範囲外である場合に発生します。

ArrayIndexOutOfBoundsException

1int[] numbers = {10, 20, 30};
2// 有効な添え字は0から2まで
3int invalidElement = numbers[3]; // ArrayIndexOutOfBoundsException

例外の原因と対策

1for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
2    System.out.println(numbers[i]);
3}

配列の要素数と添え字の正しい理解と使用は、配列を安全かつ効果的に操作するための基本です。

配列要素への代入と参照

デジタリアちゃん

配列の要素に値を代入したり、参照したりする方法を教えて！

配列を使用する際には、配列の要素に値を代入したり、配列の要素を参照したりする必要があります。ここでは、配列要素への代入と参照の基本的な方法について詳しく説明します。

基本操作

コーディングちゃん

代入は array[index] = value; って感じで、参照は dataType value = array[index]; ってするんだ。

要素への代入方法

配列の要素に値を代入するには、配列名と添え字を指定して、特定の位置にある要素に新しい値を設定します。

基本構文

1arrayName[index] = value;

例と説明

• 整数型配列の要素に値を代入する例

1int[] numbers = new int[5];
2numbers[0] = 10;
3numbers[1] = 20;
4numbers[2] = 30;
5numbers[3] = 40;
6numbers[4] = 50;

• 文字列型配列の要素に値を代入する例

1String[] names = new String[3];
2names[0] = "Alice";
3names[1] = "Bob";
4names[2] = "Charlie";

要素の参照方法

デジタリアちゃん

例えば、numbers[0] = 10; で代入して、int firstNumber = numbers[0]; で参照するんだね！

配列の要素を参照するには、配列名と添え字を指定して、特定の位置にある要素の値を取得します。

基本構文

1dataType value = arrayName[index];

例と説明

• 整数型配列の要素を参照する例

1int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
2int firstNumber = numbers[0]; // 10
3int secondNumber = numbers[1]; // 20

• 文字列型配列の要素を参照する例

1String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
2String firstName = names[0]; // "Alice"
3String secondName = names[1]; // "Bob"

配列要素への代入と参照は、配列操作の基本です。適切な添え字を使用して配列要素を操作することで、効率的にデータを管理することができます。

コマンドライン引数と仮引数

デジタリアちゃん

コマンドライン引数って何？

Javaでは、プログラムを実行する際にコマンドラインから引数を渡すことができます。また、メソッドに配列を仮引数として渡すことも可能です。ここでは、コマンドライン引数と仮引数の使用方法について詳しく説明します。

コマンドライン引数の取り扱い

コーディングちゃん

プログラムを実行する時に、コマンドラインから渡す引数のことだよ。main メソッドで String[] args として受け取るんだ。

Javaプログラムを実行する際に、コマンドライン引数を渡すことができます。これらの引数は、mainメソッドの引数として配列で受け取られます。

mainメソッドの引数としての配列

mainメソッドは、以下のように定義されます。

1public static void main(String[] args)

• args: コマンドライン引数を保持する文字列型配列

使用例と利点

• 使用例: コマンドライン引数として渡された値を表示するプログラム

1public class CommandLineExample {
2    public static void main(String[] args) {
3        for (String arg : args) {
4            System.out.println(arg);
5        }
6    }
7}

実行例:

1java CommandLineExample Hello World

出力:

1Hello
2World

仮引数としての配列

デジタリアちゃん

仮引数としての配列の使い方も教えて！

コーディングちゃん

もちろん。メソッドに配列を渡すときは public static void methodName(dataType[] arrayName) って書くんだよ。

デジタリアちゃん

それで、複数の値を一度に渡せるんだね！

メソッドに配列を仮引数として渡すことで、メソッド内で配列を操作することができます。これにより、複数の値を一度にメソッドに渡すことができます。

メソッド引数としての配列の利用

配列を仮引数として受け取るメソッドを定義する際の基本構文は以下の通りです。

1public static void methodName(dataType[] arrayName)

• dataType: 配列の要素のデータ型
• arrayName: 配列の名前

使用例と利点

• 使用例: 配列の要素の合計を計算するメソッド

1public class ArraySumExample {
2    public static void main(String[] args) {
3        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
4        int sum = calculateSum(numbers);
5        System.out.println("Sum: " + sum);
6    }
7
8    public static int calculateSum(int[] numbers) {
9        int sum = 0;
10        for (int number : numbers) {
11            sum += number;
12        }
13        return sum;
14    }
15}

• 出力:

1Sum: 15

コマンドライン引数と仮引数としての配列の利用は、Javaプログラムの柔軟性と汎用性を高めるために重要です。これらの技術を理解し活用することで、より強力で汎用的なプログラムを作成することができます。

プログラミングクイズ

１，配列の基本概念

• 質問: Javaの配列における添え字はどの番号から始まりますか？

２，配列の種類

• 質問: 次のうち、プリミティブ型配列に該当するものはどれですか？

３，配列の宣言と生成

• 質問: 配列を宣言と同時に生成する正しい文はどれですか？

４，配列の初期化

• 質問: 配列のデフォルト初期値として、boolean型の配列要素に設定される値は何ですか？

まとめ

Javaの配列はデータの整理と管理に便利なデータ構造です。プリミティブ型とオブジェクト型があり、適切な初期化と要素の操作を理解することで、効率的なプログラミングが可能です。

最後まで読んでいただきありがとうございました！！

Palm

東京通信大学3年生

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私はpalm(ぱるむ）です。お花や自然が大好きです。専門学校でWeb開発を学び、東京通信大学に編入しました。得意分野は、ウェブ開発（フロントエンド、バックエンド）や機械学習（自然言語、データ分析）です。趣味で色々デモ開発をしています。