プログラミング基礎/2016/2016年11月24日

連絡 †

アンケートの結果，予習希望多数でしたので予習を主体とした内容で進めます．もちろん補習では過去の内容の疑問点などの質問も受け付けます．

メソッド †

前回のプログラム例を示す．

Ball ball0;
final float GRAVITY = 9.8 / 60;
final float ELAS = 0.98;

void setup(){
  size(500, 500);
  ball0 = new Ball();
  ball0.x = width / 2;
  ball0.y = height / 2;
  ball0.vx = 10;
  ball0.vy = -10;
  ball0.d = 50;
}

void draw(){
  background(255, 255, 255);
  moveBall(ball0);
  drawBall(ball0);
}

void moveBall(Ball b){
  b.x += b.vx;
  b.vy += GRAVITY;
  b.y += b.vy;
  
  if (b.x < (b.d / 2)){
    b.x = b.d / 2;
    b.vx = ELAS * -b.vx;
  }
  
  if (b.x > (width - (b.d / 2))){
    b.x = width - (b.d / 2);
    b.vx = ELAS * -b.vx;
  }
  
  if (b.y > height - (b.d / 2)){
    b.y = height - (b.d / 2);
    b.vy = ELAS * -b.vy;
  }
}

void drawBall(Ball b){
  ellipse(b.x, b.y, b.d, b.d);
}

class Ball{
  float x;
  float y;
  float vx;
  float vy;
  float d;
}

今回注目するのは，moveBall関数とdrawBall関数である．この二つの関数は名前の通り「ボールを動かす」「ボールを描く」という機能を持つ．主語に注目するといずれもボールに関するものである．

よって，この二つの関数もBallクラス（型）に含めてしまえばよりプログラムが見やすく，Ballクラス（型）を再利用しやすくなる．

そこで，メソッドという仕組みによりmoveBall関数とdrawBall関数をBallクラス（型）に組み込む．二つの関数をメソッド化した後のプログラムは以下のようになる．

Ball ball0;
final float GRAVITY = 9.8 / 60;
final float ELAS = 0.98;

void setup(){
  size(500, 500);
  ball0 = new Ball();
  ball0.x = width / 2;
  ball0.y = height / 2;
  ball0.vx = 10;
  ball0.vy = -10;
  ball0.d = 50;
}

void draw(){
  background(255, 255, 255);
  ball0.move();
  ball0.draw();
}

class Ball{
  float x;
  float y;
  float vx;
  float vy;
  float d;
   
  void move(){
    this.x += this.vx;
    this.vy += GRAVITY;
    this.y += this.vy;
    
    if (this.x < (this.d / 2)){
      this.x = this.d / 2;
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.x > (width - (this.d / 2))){
      this.x = width - (this.d / 2);
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.y > height - (this.d / 2)){
      this.y = height - (this.d / 2);
      this.vy = ELAS * -this.vy;
    }
  }
  
   void draw(){
     ellipse(this.x, this.y, this.d, this.d);
   }
}

これによりプログラムは，

Ball ball0;
final float GRAVITY = 9.8 / 60;
final float ELAS = 0.98;

void setup(){
  size(500, 500);
  ball0 = new Ball();
  ball0.x = width / 2;
  ball0.y = height / 2;
  ball0.vx = 10;
  ball0.vy = -10;
  ball0.d = 50;
}

void draw(){
  background(255, 255, 255);
  ball0.move();
  ball0.draw();
}
↑　ボールを動かすプログラム
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
↓　ボール（Ballクラス（型））を定義するプログラム
class Ball{
  float x;
  float y;
  float vx;
  float vy;
  float d;
   
  void move(){
    this.x += this.vx;
    this.vy += GRAVITY;
    this.y += this.vy;
    
    if (this.x < (this.d / 2)){
      this.x = this.d / 2;
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.x > (width - (this.d / 2))){
      this.x = width - (this.d / 2);
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.y > height - (this.d / 2)){
      this.y = height - (this.d / 2);
      this.vy = ELAS * -this.vy;
    }
  }
  
   void draw(){
     ellipse(this.x, this.y, this.d, this.d);
   }
}

として，二つに大きく分離されプログラムの見やすさが向上した．また他のプログラムでボール（Ballクラス（型））を扱いたい場合は，class Ball{...}を利用すればよく，プログラムの再利用が容易となっている．

メソッドの導入により

 moveBall(ball0);
 drawBall(ball0);

は，

  ball0.move();
  ball0.draw();

となり，プログラムからもball0を動かす，ball0を描くことが明確に分かるようになっている．

アクセサメソッド †

ボールを使う側であるsetup関数は以下のように記述されている．クラスの属性を，ボールを使う側のプログラムから直接値を代入したりすることは，プログラムの見やすさからあまり好ましくない．

void setup(){
  size(500, 500);
  ball0 = new Ball();
  ball0.x = width / 2;
  ball0.y = height / 2;
  ball0.vx = 10;
  ball0.vy = -10;
  ball0.d = 50;
}

よってアクセサメソッドを導入し，次のように書き換える．

Ball ball0;
final float GRAVITY = 9.8 / 60;
final float ELAS = 0.98;

void setup(){
  size(500, 500);
  ball0 = new Ball();
  ball0.setX(width / 2);
  ball0.setY(height / 2);
  ball0.setVX(10);
  ball0.setVY(-10);
  ball0.setD(50);
}

void draw(){
  background(255, 255, 255);
  ball0.move();
  ball0.draw();
}

class Ball{
  float x;
  float y;
  float vx;
  float vy;
  float d;

  void setX(float x){
    this.x = x;
  }

  void setY(float y){
    this.y = y;
  }

  void setVX(float vx){
    this.vx = vx;
  }

  void setVY(float vy){
    this.vy = vy;
  }

  void setD(float d){
    this.d = d;
  }

  void move(){
    this.x += this.vx;
    this.vy += GRAVITY;
    this.y += this.vy;
    
    if (this.x < (this.d / 2)){
      this.x = this.d / 2;
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.x > (width - (this.d / 2))){
      this.x = width - (this.d / 2);
      this.vx = ELAS * -this.vx;
    }
    
    if (this.y > height - (this.d / 2)){
      this.y = height - (this.d / 2);
      this.vy = ELAS * -this.vy;
    }
  }
  
   void draw(){
     ellipse(this.x, this.y, this.d, this.d);
   }
}

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