【Java】オブジェクト指向の応用問題3-4

問題3-4

人工の多い都道府県ベスト10を当てるクイズを作成しましょう。
（2021年4月1日現在のデータ）

HashMap<String, Integer>型のマップには、キーに都道府県名、値に順位を格納します。
次のランキング情報を登録してください。

 1位：東京都
 2位：神奈川県
 3位：大阪府
 4位：愛知県
 5位：埼玉県
 6位：千葉県
 7位：兵庫県
 8位：北海道
 9位：福岡県
10位：静岡県

都道府県名の入力受付を行い、その都道府県がランキングに入っていた場合は「正解！」「○○は△位です」と表示して、その都道府県をランキングMapオブジェクトから削除してください。
その都道府県がランキングに入っていなかった場合は「残念・・・」「○○はランキングに入っていません・・・」「ゲームオーバー」と表示して終了します。

ベスト10のすべての都道府県を答えられた場合は、「おめでとうございます！」「ベスト10をすべて答えました！」と表示してゲームを終了します。

【実行結果】

人口の多い都道府県ベスト10を当ててください！
東京都
正解！
東京都は1位です
北海道
正解！
北海道は8位です
沖縄県
残念・・・
沖縄県はランキングに入っていません・・・
ゲームオーバー

【HashMapBasicPractice.java】

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

        System.out.println("人口の多い都道府県ベスト10を当ててください！");

        // 入力値変数の宣言
        String input;

        // 入力の受付
        input = System.console().readLine();

    }
}

解答例

【HashMapBasicPractice.java】

import java.util.HashMap;

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

        // ランキングMapオブジェクトの宣言と生成
        HashMap<String, Integer> rankMap = new HashMap<String, Integer>();

        // ランキング情報を登録
        rankMap.put("東京都", 1);
        rankMap.put("神奈川県", 2);
        rankMap.put("大阪府", 3);
        rankMap.put("愛知県", 4);
        rankMap.put("埼玉県", 5);
        rankMap.put("千葉県", 6);
        rankMap.put("兵庫県", 7);
        rankMap.put("北海道", 8);
        rankMap.put("福岡県", 9);
        rankMap.put("静岡県", 10);

        System.out.println("人口の多い都道府県ベスト10を当ててください！");

        // 入力値変数の宣言
        String input;

        while(rankMap.size() != 0) {

            // 入力の受付
            input = System.console().readLine();

            // ランキングMapオブジェクトから順位を取得
            Integer rank = rankMap.get(input);

            // ランキングに入っていた場合
            if(rank != null) {

                System.out.println("正解♪");
                System.out.println(input + "は" + rank + "位です");

                // ランキングMapオブジェクトから入力都道府県を削除
                rankMap.remove(input);
            }
            // ランキングに入っていなかった場合
            else {
                System.out.println("残念・・・");
                System.out.println(input + "はランキングに入っていません・・・");
                System.out.println("ゲームオーバー");

                // ループを抜ける
                break;
            }
        }

        // すべて答えられた場合
        if(rankMap.size() == 0) {
            System.out.println("おめでとうございます♪");
            System.out.println("ベスト10をすべて答えました♪");
        }
    }
}

解説

Map系コレクションはList系コレクションとは異なり、キーと値のセットで登録していきます。

そして、キーを使って値を取り出します。

Map系コレクションは、インデックスという概念がない点に注意してください。

まず最初に、人口の多い都道府県ベスト10を表現するHashMapクラスのインスタンスを生成し、データを登録していきます。

クラス定義の上にjava.utilパッケージのインポート文を忘れないようにしましょう。

// ランキングMapオブジェクトの宣言と生成
HashMap<String, Integer> rankMap = new HashMap<String, Integer>();

ジェネリックスを用いて、キーの型と値の型の両方を指定しているのがポイントです。

今回は、キーが都道府県名のString型、値がランキングのInteger型になっています。

ジェネリックスで指定できる型は参照型のみです。

基本データ型は指定できないので注意してください。

次にキーと値を登録していきます。

List系コレクションに要素を追加するときはaddメソッドを用いますが、Map系コレクションにキーと値を登録するときはputメソッドを使用します。

// ランキング情報を登録
rankMap.put("東京都", 1);

putメソッドは2つの引数を取り、第一引数はキー、第二引数は値になります。

もしすでにキーが使用されていた場合は、値は上書きとなり、戻り値として古い値を返します。

新規登録の場合は、戻り値はnullです。

この独特の動きもしっかり理解しておいてください。

入力を繰り返して回答していくので、while文を使って不定回数ループさせます。

Mapには要素数を返すsizeメソッドがあるので、その戻り値が0でない間ループさせています。

そして入力した都道府県がベスト10に入っているかをチェックするわけですが、キーを使ってMapから値を取り出すにはgetメソッドを使用します。

getメソッドの引数にキーを指定し、戻り値はキーに紐付く値となります。

もしそのキーで値が登録されていない場合にはnullを返します。

今回もgetメソッドの戻り値をInteger型変数に格納し、nullによる判定を行っています。

nullでなければ、クイズに正解したことになるので、メッセージを出力した後にその都道府県データをMapオブジェクトから削除します。

それには、removeメソッドを使用し、引数にキーを指定します。

Integer型変数の値がnullの場合は、不正解のメッセージを出力してからbreakを用いてループを強制終了しています。

while文を抜けてMapオブジェクトの要素数が0の場合は、全問正解した場合だけなので祝福のメッセージを出力しています。

今回の問題は比較的自由度が高い内容なので、異なるコードになった人も多かったかもしれません。

今回はMapコレクションのputメソッド、getメソッド、sizeメソッド、removeメソッドをしっかり理解してください。

Eclipseを使用している場合の補足

今回の解答例をEclipseで実行しようとすると、System.console()の返却値がnullになり動作せず、Null Pointer Exceptionが発生します。

Eclipse内のコンソールで今回のようなプログラムを動作させたい場合、System.console()を使わずに、System.input()をBufferedReader等でくるんだインスタンスを代用すると良いでしょう。

これでEclipseのコンソールで入力した内容が、行単位でプログラムに渡せるようになります。

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String input = br.readLine();

参考図書

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