プログラムの変更点 - 理系のためのJava入門

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!! プログラム

まずは計算処理と描画処理を単純に書き加えてみましょう。ソースファイルは次のようになります。テンプレートファイルに書き加えた行を太字で示しました。

''CircularMovement01.java''
{{pre num
import java.applet.*;
import java.awt.*;

/*
 * 質点が円運動する様子を描いたアプレットです。
 * <applet code="CircularMovement01.class" width="200" height="200"></applet>
 * 
 */

/**
 * @author Osamu Koizumi
 *
 */
public class CircularMovement01 extends Applet implements Runnable{
	/** スレッド */
	Thread th;
	/** 経過時間を保持する変数 */
	double t = 0;
	/** 時間の刻み (ミリ秒単位) */
	int dt = 100;
	
	/** 円運動の半径 (ピクセル単位) */
	double a = 90.0;
	/** 円運動の周期 (秒単位) */
	double T = 2.0;
	/** 質点の x 座標値を保持する変数 */
	double x;
	/** 質点の y 座標値を保持する変数 */
	double y;
	
	/** 描画される質点の直径(ピクセル単位) */
	int d = 6;
	
	/*
	 * このメソッドには初期化処理を記述します。
	 * @see java.applet.Applet#init()
	 */	
	public void init(){
	}
	
	/*
	 * アプレットの実行が始まると呼ばれます。
	 * @see java.applet.Applet#init()
	 */
	public void start(){
		// おまじない
		if( th == null){
			th = new Thread( this);
		}
		th.start();
	}
	
	/*
	 * このメソッドには反復処理を記述します。
	 * @see java.lang.Runnable#run()
	 */
	public void run(){
		while( th != null){
			/*
			 * ここに計算などの処理を記述します。
			 */
			// 周期を角振動数に変換する
			double omega = 2 * Math.PI / T;
			// 質点の位置を計算する
			x = a * Math.cos( omega * t);
			y = a * Math.sin( omega * t);
			// 計算結果を画面に反映させるために再描画する
			repaint();
	
			// 時間を進める (dt を秒単位に直すために1000で割る)
			t = t + dt/1000.0;
	
			// 刻み時間だけ待つ
			try{
				Thread.sleep( dt);
			}
			catch( InterruptedException ex){
			}
		}
	}

	/*
	 * このメソッドには描画処理を記述します。
	 * @see java.awt.Component#paint(java.awt.Graphics)
	 */
	public void paint( Graphics g){
		/*
		 * ここに描画処理を記述します。
		 */
		// 描画色を赤色に設定する
		g.setColor( Color.RED);
		// 塗りつぶされた円を描く(質点を表す)
		g.fillOval( (int)x, (int)y, d, d);
	}

	/*
	 * アプレット停止時に呼ばれます。
	 * @see java.applet.Applet#stop()
	 */
	public void stop(){
		th = null;
	}

}
}}

それでは書き加えた部分を抜き出して見ていくことにしましょう。

{{pre
22. /** 円運動の半径 (ピクセル単位) */
23. double a = 90.0;
24. /** 円運動の周期 (秒単位) */
25. double T = 2.0;
26. /** 質点の x 座標値を保持する変数 */
27. double x;
28. /** 質点の y 座標値を保持する変数 */
29. double y;
}}

まずは22行目から29行目です。ここでは表7(57ページ)で示した、パラメータを定義しています。時刻 t だけはテンプレートですでに定義済みだったので、位置 x, y と円運動の半径 a、そして円運動の周期 T を定義しました。

 31. /** 描画される質点の直径(ピクセル単位) */
 32. int d = 6;

このプログラムでは質点を小さな塗りつぶし円で表示します。３２行目ではその塗りつぶし円の直径 d を定義しています。

63行目では、周期 T を角振動数 ω に変換しています。65,66行目で、質点の位置座標の値を求めています。ある量のコサインを計算するには Math.cos() というメソッドを用います。また、ある量のサインを計算するには Math.sin() というメソッドを用います。"Math." を付け忘れることがあるので注意しましょう。

 90. // 描画色を赤色に設定する
 91. g.setColor( Color.RED);
 92. // 塗りつぶされた円を描く(質点を表す)
 93. g.fillOval( (int)x, (int)y, d, d);

90行目から93行目で、実際の描画処理を行っています。setColor メソッドは描画色を変更するメソッドです。引数にはあらかじめ用意されている BLACK, BLUE, CYAN, DARK_GRAY, GRAY, GREEN, LIGHT_GRAY, MAGENTA, ORANGE, PINK, RED, WHITE などの色を Color.XXXX (XXXXは色名) として渡すか、ＲＧＢで色を指定することができます。RGBで指定する場合には
g.setColor( 255, 255, 0);
のように、引数に R, G, B の順にそれぞれ 0 から 255 までの数を指定します。0がもっとも暗く、255がもっとも明るくなります。例えば(0,0,0)は黒、(255,255,255)は白、(255,0,0)は赤、(0,255,0)は緑、(0,0,255)は青、といった具合です。

93行目の fillOval メソッドは塗りつぶされた楕円を描くメソッドです。fillOval メソッドは４つの引数をとります。

fillOval( int x, int y, int width, int height)

x, y, width, height は図17のように指定します。(x,y)は楕円に外接する四角形の左隅の座標です。

{{ref_image fig017.png}}

fillOvalメソッドでは、位置 x, y は int 型で渡さなければなりません。しかし我々が27行目、29行目で定義した x, y は double 型です。93行目で (int)x としているのは、double型を「無理やり｣ int 型に変換して渡しています。このようにして変数の型を変換することを「キャストする」といったりします。また、第三、第四引数について、今回は質点を円形で表現したいので、width = height (= d) としています。