クラスを使ったスタック

構造体と同じことがクラスでも実現できることが確かめられた．構造体と同じく，データのセットを持つクラスは，以下のようなものである．

C言語の構造体

struct stack
{
   int volume;
   int data[5];
};

Javaのクラス

class Stack
{
    int volume;
    int data[] = new int[5];
}

ここで，さらに，クラスを使うことで可能になる構成を考えてみる．クラスは，データ以外に，データを処理するサブルーチンを含めることができる．データとサブルーチンをまとめてクラスを構成することができる．クラスを構成するサブルーチンのことを，「メソッド」と呼ぶ．データのメンバーを「フィールド」と呼ぶ．

スタックでは，スタックのデータを持つ配列と，スタックのデータを取り出すサブルーチンと格納するサブルーチンがあるので，それらをまとめて，スタッククラスを作る． メインルーチンにあったpopとpushをクラスに移動させて，データとまとめる．

さらに，メソッドは，属するクラスのフィールドを直接扱うことができるので，メソッドの引数にインスタンスを取る必要がない．それに合致するように，変数のアクセス方法を整理する． 

class Stack
{
    //データフィールド
    int volume;
    int data[] = new int[5];

    //データ追加メソッド
    boolean push(int number)
    {
        if(volume < data.length)
        {
            data[volume] = number;
            volume++;
            return true;
        }
        else
        {
            System.out.println("stack overflow");
            return false;
        }
    }

    //データ取得メソッド
    int pop()
    {
        int value;
        if(volume > 0)
        {
            value = data[volume -1];
            data[volume -1] = 0;
            volume--;
        }
        else
        {
            value = -1;
        }
        return value;
    }

    //状態表示メソッド
    void printStack()
    {
        System.out.print("|");
        for(int i=0; i < data.length; i++)
        {
            System.out.print(data[i]);
            System.out.print("|");
        }
        System.out.println("");
    }

}

スタックのデータを出し入れして，実際にスタックを活用するために，このStackクラスをインスタンス化して，インスタンスにデータを挿入したり，取り出したりする． 

class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //インスタンス化する 
        Stack tower = new Stack();
        //データを追加する
        tower.push(10);tower.printStack();
        tower.push(20);tower.printStack();
        tower.push(30);tower.printStack();
        tower.push(40);tower.printStack();
        tower.push(50);tower.printStack();
        tower.push(60);tower.printStack();
        //データを取り出す
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
        System.out.println(tower.pop());tower.printStack();
    }
}

実行例

メインクラスのmainメソッドを実行した結果は以下となる． 
|10|0|0|0|0|
|10|20|0|0|0|
|10|20|30|0|0|
|10|20|30|40|0|
|10|20|30|40|50|
stack overflow
|10|20|30|40|50|
50
|10|20|30|40|0|
40
|10|20|30|0|0|
30
|10|20|0|0|0|
20
|10|0|0|0|0|
10
|0|0|0|0|0|
-1
|0|0|0|0|0|

演習

保存するデータの配列と格納データ個数，さらに，そのデータを操作するメソッドにて構成する，「構造体のようにクラスを使ったスタック」のプログラムのように， キューを実現する「キュークラス」を作成せよ．

作成したクラスを操作して，キューとして動作することを確認せよ．

クラス
フィールド
以下の設定をフィールドとするクラスを定義する．
  • キューの容量：5個に固定
  • キューに保存するデータ型：整数
  • 保存データ個数：その時々の保存データ個数を覚えておく変数を用意
メソッド
キュー追加メソッド
  • 関数名：enqueue
  • 引数：追加する整数値
  • 戻り値：追加成功（true），追加失敗（false）
キュー取得メソッド
  • 関数名：dequeue
  • 引数：なし
  • 戻り値：取り出した値．取り出すデータがないときは（-1）
キュー表示メソッド
  • 関数名：printQueue
  • 引数：なし
  • 戻り値：なし
メインメソッド

キューの動作が正常であることを十分確認できるように，クラスに設けたメソッドを全て呼び出して，動作を確かめられる内容にする．

クラスを使ったスタック