プログラミング – ページ 13 – サイゼントの技術ブログ

2020年11月8日

WindowsPowerShellでHelloWorld

WindowsPowerShellとは、Windows7以降に標準搭載されているスクリプト言語です。
比較的新しい言語であり、従来のWindowsバッチ(cmd.exe)に慣れていると取っつきにくい面もあるのですが、後発である分高機能であり、実務でも使うことがあります。

今回は、WindowsPowerShellの簡単な説明を添えながらHelloWorldを３つ試してみます。

１つ目は、echoコマンドを用いたHelloWorldです。
WindowsPowerShellでは、従来のWindowsバッチやLinuxのBashシェルに近い感覚で処理を書くことができます。
他には、変数やif文やパイプといった、お馴染みの書き方が可能です。
ちなみに、少し変わった所では、例外処理をtry-catchやthrowといった書き方で記述することも可能です（こちらはjavaやC#に近いです）。

なお、WindowsPowerShellは、セキュリティ上の関係で、標準設定では直接実行することができません。
設定を変えずに実行するためには、一時的にポリシーを変更して実行する必要があります。
（今回の例では、Windowsバッチを介して実行します）

【サンプルコード】

・Hello.ps1

echo "Hello World!!"

1	echo "Hello World!!"

・Hello.bat

PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1
pause

1 2	PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1 pause

【実行結果】

C:\tmp＞PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1
Hello World!!

C:\tmp＞pause
続行するには何かキーを押してください . . .

C:\tmp＞PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1

Hello World!!

C:\tmp＞pause

続行するには何かキーを押してください . . .

２つ目は、コマンドレットを用いたHelloWorldです。
コマンドレットは、「動詞-名詞（-パラメータ名パラメータ値）」という規則で命令を記述します。

今回は、”Write-Host”を使用します。
“Write”は文字列の書き込み、”Host”はコンソールを意味します。
（なお、WindowsPowerShellでは、コンソールへの出力とストリーム（パイプ）への出力は別々に制御します。ストリームに出力したい場合は、”Host”の代わりに”Output”を指定します。）

【サンプルコード】

・Hello.ps1

Write-Host "Hello World!!"

1	Write-Host "Hello World!!"

※Hello.batは変更無し

【実行結果】

C:\tmp＞PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1
Hello World!!

C:\tmp＞pause
続行するには何かキーを押してください . . .

C:\tmp＞PowerShell -ExecutionPolicy RemoteSigned .\Hello.ps1

Hello World!!

C:\tmp＞pause

続行するには何かキーを押してください . . .

３つ目は、.NetFrameworkの機能を使用したHelloWorldです。
WindowsPowerShellでは、.NetFrameworkの機能を使用することもできます。
例えば、”Hello World!!”と書かれたポップアップを表示することができます。

今回の例では、コマンドレットでWindowsFormを取り込み、MessageBoxクラスのShowメソッドを使用してポップアップを表示します。
記述方法はサンプルコードの通りですが、クラス名とメソッド名の記述方法はC++に似ています。

【サンプルコード】

・Hello.ps1

Add-Type -Assembly System.Windows.Forms
［System.Windows.Forms.MessageBox］::Show("Hello World!!", "ポップアップ")

1 2	Add-Type -Assembly System.Windows.Forms ［System.Windows.Forms.MessageBox］::Show("Hello World!!", "ポップアップ")

※Hello.batは変更無し

【実行結果】

いかがでしたでしょうか。

Windows7の前の時代からIT業界に居た方にとっては、WindowsPowerShellはもしかしたら馴染みが薄いかもしれません。
また、標準の設定では直接実行できない、というのも取っつきにくいと思います。

しかし、コマンドレットや.NetFrameworkによって提供される機能は強力で、実務でもWindowsPowerShellのスクリプトを見かけるようになってきています。
なので、WindowsPowerShellにも慣れておいた方が無難ではないかと思います。

便利な機能があれば、今後紹介していこうと思います！

2020年10月30日

クラス図とjavaソースの対応一覧

クラス図とはUMLの一種で、以下のような形でクラスの定義と各クラスの関係を表す設計図のことです。

今回は、クラス図で使われる記法とjavaソースの対応について、一覧にしてみました。
参考になれば幸いです。

【クラス定義】

【各クラスの関係】

いかがでしたでしょうか？

クラス図を書かなくともjavaのプログラムは作れてしまうので、情報を伝達したり整理したりするためにクラス図を書かなければならないとなった時に書き方を忘れてしまうことは意外とあると思います。
javaのプログラムに慣れた方であれば、日本語で説明されるよりもソースで説明された方がわかりやすいと思ったので、このような記事を書いてみました。

2020年10月23日

java：関数を引数として渡す

C#では、こちらの記事のようにdelegateの仕組みを利用して関数を変数として扱うことができます。
例えば、引数と引き渡してコールバック処理を実現することができます。

javaでも、8以降であれば関数型インターフェースを利用して関数を変数として扱うことができます。
以下、サンプルコードです。

【サンプルコード】

・FunctionMain.java

import java.util.function.Function;

public class FunctionMain {
    public static void main(String［］ args) {

        // Function型の変数の定義
        // 変数の中身はFunctionMainクラスのmakeEndMessage関数
        Function＜String, String＞ function = FunctionMain::makeEndMessage;

        // 関数を引数として渡す
        somethingFunc(function);
    }

    public static void somethingFunc(Function&lt;String, String> endFunc) {
        System.out.println("DoSomething");
        // 引き渡された関数を実行
        System.out.println(endFunc.apply("Something"));
    }

    // 今回引き渡す関数
    public static String makeEndMessage(String s) {
        return "End" + s;
    }

}

import java.util.function.Function;

public class FunctionMain {

public static void main(String［］ args) {

// Function型の変数の定義

// 変数の中身はFunctionMainクラスのmakeEndMessage関数

Function＜String, String＞ function = FunctionMain::makeEndMessage;

// 関数を引数として渡す

somethingFunc(function);

}

public static void somethingFunc(Function<String, String> endFunc) {

System.out.println("DoSomething");

// 引き渡された関数を実行

System.out.println(endFunc.apply("Something"));

}

// 今回引き渡す関数

public static String makeEndMessage(String s) {

return "End" + s;

}

【実行結果】

DoSomething
EndSomething

1 2	DoSomething EndSomething

上記のようにFunction型を用いるのが基本的な形なのですが、いくつか発展的な記法が存在します。

例えば、引数と戻り値が同じ型である場合は、UnaryOperator型を使用することでジェネリクスの表記を省略することができます。
（他にも、戻り値がvoidの場合に適用できるConsumer型、戻り値がboolean型の場合に適用できるPredicate型等が存在します）

また、引き渡す関数をラムダ式で表記することで、関数の定義を省略することができます。

【サンプルコード】

・FunctionMain.java

import java.util.function.UnaryOperator;

public class FunctionMain {
    public static void main(String［］ args) {

        // 引数と戻値が同じ場合はUnaryOperatorで簡略化できる
        // ラムダ式で関数の記述を簡略化できる
        UnaryOperator＜String＞ function = (x) -＞ {return "End" + x;};

        somethingFunc(function);
    }

    public static void somethingFunc(UnaryOperator＜String＞ endFunc) {
        System.out.println("DoSomething");
        System.out.println(endFunc.apply("Something"));
    }

}

import java.util.function.UnaryOperator;

public class FunctionMain {

public static void main(String［］ args) {

// 引数と戻値が同じ場合はUnaryOperatorで簡略化できる

// ラムダ式で関数の記述を簡略化できる

UnaryOperator＜String＞ function = (x) -＞ {return "End" + x;};

somethingFunc(function);

}

public static void somethingFunc(UnaryOperator＜String＞ endFunc) {

System.out.println("DoSomething");

System.out.println(endFunc.apply("Something"));

}

【実行結果】

DoSomething
EndSomething

1 2	DoSomething EndSomething

いかがでしたでしょうか。

最近ではJava8以降の文法が使われる機会が多く、今回紹介したような関数型インターフェースも使われることが少なくありません。
従来のJavaと比べると書き方が独特に感じるかもしれませんが、慣れておくと実際の案件で困ることが少なくなると思います。

2020年10月16日

無名クラスとは

javaやC#では、インスタンス変数をnewする際に、後ろに中かっこを記述し定義を行うことができます。
ここで定義されるものは「無名クラス（匿名クラス）」と呼ばれ、クラス名を新たに定義することなく、インスタンス変数のクラス・インターフェースを継承・実装したクラスを定義することができます。
（ちなみに、「ラムダ式」と呼ばれる文法は「無名クラス」を応用したものになります）

以下、javaの例です。

【サンプルコード】

・AnonymousClass.java

public class AnonymousClass {
    private String STR = "Hello Class!";
    public String getSTR() {
        return STR;
    }
    public void print() {
        System.out.println(getSTR());
    }
}

public class AnonymousClass {

private String STR = "Hello Class!";

public String getSTR() {

return STR;

}

public void print() {

System.out.println(getSTR());

}

・AnonymousInterface.java

public interface AnonymousInterface {
    public void print();
}

public interface AnonymousInterface {

public void print();

}

・AnonymousMain.java

public class AnonymousMain {
    public static void main(String［］ args) {

        // 匿名クラス作成（クラスの継承）
        AnonymousClass ac = new AnonymousClass(){
            public void print() {
                System.out.println("Anonymous:" + getSTR());
            }
        };
        ac.print();

        // 匿名クラス作成（インターフェースの実装）
        AnonymousInterface ai = new AnonymousInterface() {
            public void print() {
                System.out.println("Anonymous:Hello Interface!");
            }
        };
        ai.print();
    }
}

public class AnonymousMain {

public static void main(String［］ args) {

// 匿名クラス作成（クラスの継承）

AnonymousClass ac = new AnonymousClass(){

public void print() {

System.out.println("Anonymous:" + getSTR());

}

};

ac.print();

// 匿名クラス作成（インターフェースの実装）

AnonymousInterface ai = new AnonymousInterface() {

public void print() {

System.out.println("Anonymous:Hello Interface!");

}

};

ai.print();

}

【実行結果】

Anonymous:Hello Class!
Anonymous:Hello Interface!

1 2	Anonymous:Hello Class! Anonymous:Hello Interface!

いかがでしたでしょうか。

無名クラスは、使い捨てのクラスを作りたい時に便利です。
また、前述のラムダ式等を理解する上でも、無名クラスを理解する必要があります。

javaの入門書には出てくることが少ない文法だと思いますが、javaに慣れたらこの文法も早い内に理解することをお勧めします。

2020年10月9日

java：標準入出力の入力元・出力先を変更する

javaには
・System.setIn
・System.setOut
・System.setErr
の３つのメソッドが用意されており、これらのメソッドにより標準入出力の入力元・出力先を変更することができます。
これらのメソッドを利用することで、標準入力や標準出力を使用している処理の立ち振る舞いを外から変えることができます。

以下は、標準入力をハードコーディングで与え、標準出力・標準エラー出力を文字列として受け取りファイルに出力する例です。

【サンプルコード】

・SystemInOut.java

import java.util.Scanner;

public class SystemInOut {
    public void execute() throws InterruptedException {
        // try-with-resources
        try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
            String str = sc.nextLine();
            System.out.println("入力された文字：" + str);
            Thread.sleep(500); // 標準出力してから標準エラー出力する
            System.err.println("エラー無し");
        }
    }
}

import java.util.Scanner;

public class SystemInOut {

public void execute() throws InterruptedException {

// try-with-resources

try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {

String str = sc.nextLine();

System.out.println("入力された文字：" + str);

Thread.sleep(500); // 標準出力してから標準エラー出力する

System.err.println("エラー無し");

}

・SystemInOutMain.java

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintStream;

public class SystemInOutMain {
    public static void main(String［］ args)
            throws InterruptedException, IOException {

        // 標準入出力のオブジェクトを退避
        InputStream orgIn = System.in;
        PrintStream orgOut = System.out;
        PrintStream orgErr = System.err;

        // 標準入力の入力元を変更
        class MyInputStream extends InputStream {
            private StringBuilder sb = new StringBuilder();

            // 標準入力したい文字を登録。nextLineに対応するため改行を付与。
            public void typeLine(String str){
                sb.append(str).append(System.getProperty("line.separator"));
            }

            // InputStreamの仕様上readメソッドの実装の必要あり
            @Override
            public int read() {
                if (sb.length() == 0) {
                    return -1; // ストリームの終わり
                }
                int result = sb.charAt(0); // 次に読み込むバイト値
                sb.deleteCharAt(0); // 読み込んだので削除
                return result;
            }
        }
        MyInputStream myIn = new MyInputStream();
        System.setIn(myIn); // 自作の標準入力オブジェクトをセット
        myIn.typeLine("hoge"); // 標準入力に相当する操作

        // 標準出力の出力先を変更
        ByteArrayOutputStream baos1 = new ByteArrayOutputStream();
        PrintStream myOut = new PrintStream(baos1);
        System.setOut(myOut);

        // 標準エラー出力の出力先を変更
        ByteArrayOutputStream baos2 = new ByteArrayOutputStream();
        PrintStream myErr = new PrintStream(baos2);
        System.setErr(myErr);

        // 標準入出力を含む処理を実行
        SystemInOut systemInOut = new SystemInOut();
        systemInOut.execute();

        // 標準出力相当の出力をStringで受け取りファイル出力
        String outStr = new String(baos1.toByteArray());
        FileWriter fw1 = new FileWriter("C:\\tmp\\test1.txt");
        fw1.write(outStr);
        fw1.close();

        // 標準エラー出力相当の出力をStringで受け取りファイル出力
        String errStr = new String(baos2.toByteArray());
        FileWriter fw2 = new FileWriter("C:\\tmp\\test2.txt");
        fw2.write(errStr);
        fw2.close();

        // 後処理
        myIn.close();
        myOut.close();
        baos1.close();
        myErr.close();
        baos2.close();
        System.setIn(orgIn);
        System.setOut(orgOut);
        System.setErr(orgErr);

        // 後処理により標準入出力の入力元・出力先が戻ることも確認済
        // systemInOut.execute();
    }
}

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.FileWriter;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.PrintStream;

public class SystemInOutMain {

public static void main(String［］ args)

throws InterruptedException, IOException {

// 標準入出力のオブジェクトを退避

InputStream orgIn = System.in;

PrintStream orgOut = System.out;

PrintStream orgErr = System.err;

// 標準入力の入力元を変更

class MyInputStream extends InputStream {

private StringBuilder sb = new StringBuilder();

// 標準入力したい文字を登録。nextLineに対応するため改行を付与。

public void typeLine(String str){

sb.append(str).append(System.getProperty("line.separator"));

}

// InputStreamの仕様上readメソッドの実装の必要あり

@Override

public int read() {

if (sb.length() == 0) {

return -1; // ストリームの終わり

}

int result = sb.charAt(0); // 次に読み込むバイト値

sb.deleteCharAt(0); // 読み込んだので削除

return result;

}

MyInputStream myIn = new MyInputStream();

System.setIn(myIn); // 自作の標準入力オブジェクトをセット

myIn.typeLine("hoge"); // 標準入力に相当する操作

// 標準出力の出力先を変更

ByteArrayOutputStream baos1 = new ByteArrayOutputStream();

PrintStream myOut = new PrintStream(baos1);

System.setOut(myOut);

// 標準エラー出力の出力先を変更

ByteArrayOutputStream baos2 = new ByteArrayOutputStream();

PrintStream myErr = new PrintStream(baos2);

System.setErr(myErr);

// 標準入出力を含む処理を実行

SystemInOut systemInOut = new SystemInOut();

systemInOut.execute();

// 標準出力相当の出力をStringで受け取りファイル出力

String outStr = new String(baos1.toByteArray());

FileWriter fw1 = new FileWriter("C:\\tmp\\test1.txt");

fw1.write(outStr);

fw1.close();

// 標準エラー出力相当の出力をStringで受け取りファイル出力

String errStr = new String(baos2.toByteArray());

FileWriter fw2 = new FileWriter("C:\\tmp\\test2.txt");

fw2.write(errStr);

fw2.close();

// 後処理

myIn.close();

myOut.close();

baos1.close();

myErr.close();

baos2.close();

System.setIn(orgIn);

System.setOut(orgOut);

System.setErr(orgErr);

// 後処理により標準入出力の入力元・出力先が戻ることも確認済

// systemInOut.execute();

}

【処理結果】

コンソールは入出力無し

・C:\tmp\test1.txt

入力された文字：hoge

1	入力された文字：hoge

・C:\tmp\test2.txt

エラー無し

エラー無し

いかがでしたでしょうか。

簡易なシステムやレガシーなシステムだと、標準入出力を入出力とするプログラムが少なくないと思います。
そのようなプログラムに対して、外側から立ち振る舞いを変えられるのは便利です。
例えば、JUnitでテストする時に便利だと思いますし、リファクタリングを行う一つの手段にもなり得ると思います。

役に立ちそうな技があれば今後も紹介していきたいと思います！