javaでの入力された文字を置き換えた数値化と計算について

Question

前提・実現したいこと

入力された文字列を数値に置き換えて整数にし、計算をしたいです。

実現したい処理

を1として

<を5とします

入力値①

+>>>>>

結果①
9

入力値②
<>>>->>>>>

結果②
3

発生している問題・エラーメッセージ

動くものができていないのでエラーメッセージがございません。

該当のソースコード

Scanner sc = new Scanner(System.in);
String line = sc.nextLine();
line = line.replaceAll("*", "1");

String[] str = line.split("", -1)

などは試しましたがこれらを駆使して作れないのかなと思いました。
順番を変えたりしましたが、動くものは作れませんでした。
お知恵をお貸しいただければと思います。宜しくお願い致します。

Answer 1

">>>>"のような文字列を4に変換するためにString#split("",-1)などまで調べたとのことで方向性はよいと思うのですが・・・

プログラムを考えるとき、複雑なことを一挙にやろうとせずに「小さな問題に分割する」という考え方を学ぶとよいと思います。本件でいえば

(1) ">>+<"という文字列を">>"と"+"と"<"に分割する
(2) ">>"や"<"といった文字列を2とか5に変換する
(3) "+"や"-"といった演算子に応じて(2)で得た数値に対して計算する

こんな方針でそれぞれどうやればよいかを一つずつ攻略していくわけです。各々について「やり方は色々考えられる」ので自分が知っている機能を使ってどうすればできるかを考えたり、それが思いつかなかったら(本件でいえば)Stringクラスの機能を調べて「どんなことができるか」を研究することが大切だと思います。

ヒント：
(1)はプログラムの前提を単純にしてみてください。例えば入力行は必ず次のようなパターンであると前提を置くと取り組みやすくなります。非常に単純な電卓っぽい仕様です。

「>や<で表現された数」「一文字の演算子」「>や<で表現された数」

「一文字の演算子」を最初は+と-のみに限定してみましょう。

static void main(String[] args) {
  ...
  String line = scanner.nextLine();
  String[] operands;
  String operator;

  operator = "+";
  if (line.contains("+")) {
    operator = "+";
    operands = line.split(operator);
  } else if (line.contains("-")) {
    operator = "-";
    operands = line.split(operator);
  } else {
    System.err.println("演算子がありません");
    return;
  }
  if (operands.length != 2) {
    System.err.println("ごめんなさい!演算子は1個しか指定できません!");
    return;
  }
  // この時点でoperatorには"+"か"-"が入り
  // operands[0]には演算子の左側、operands[1]には演算子の右側の文字列が入ってる
  ...省略
}

上の例はエレガントではありませんが、本件に取り組むにあたって最小限の知識で読めるように配慮してみました。これは(1)の部分のみのサンプルです。

このように「機能を単純なものの集まりに分割する」「まがりなりにもなんらかの実装ができる」ところまでできるようになれば、演算子を+,-以外も増やしたり、もっと複雑な式が書けるような仕様に拡張したり、数字を表すのに<や>以外の表記を使えるようにしたり・・・といった次の段階へ進むことができます。

しかし一挙に複雑な仕様を作ろうとはしないことをお奨めします。論理を作る練習が充分できていない段階でそれをしようとしても混乱するだけですし、プログラムを自分の力で完成させられないと達成感も得られません。一歩一歩簡単なプログラムを着実に書く力を付けていって初めて複雑なプログラムが書けるようになるものです。

Comments

[uonitarou]

ご回答ありがとうございます。私なりに細かく分割したつもりでしたがまだ足りなかったようで
こればっかりは数をこなすしかないと思うので今後も続けて行こうと思います。今回の設問に３時間もかかってしまったがためにこちらに質問させていただきました。

[KSwordOfHaste]

> こればっかりは数をこなすしかない
機能を分割したり、個々の機能の論理を考えたりするには色々な問題を解いて訓練するのが重要と思います。大切なのは(人からのヒントにせよ自分で考えるにせよ)自分自身の知識・経験を増やし、同様の問題に取り組んだとき「だんだん早く解けるように成長すること」と思います。成長にはやはりある程度の時間はかかると思います。同じ時間をかけるなら動くコードを写経するより自分で論理を考えた方がいいように思います。（人によりけりかも知れません）

Answer 2

まず簡単に動くプログラムを作ってから質問してはいかがでしょうか。

入力値	結果
>+>	2
<->	4

またはもっと簡単に

入力値	結果
1+1	2
5-1	4

ご参考までに
コピペで動いても何の意味もありませんが。。。

また仕様が曖昧過ぎます。
「>>>>+>>>>>」→「1111+11111」で結果が「12222」になると思います。②も同じく。
期待値が正しいのであれば「>+>+>+>+>+>+>+>+>」とする必要があります。
もしくは任意の前提条件を置く必要があります。

Comments

[uonitarou]

ご回答いただきありがとうございます。
入力値は固定なのですみませんが>+>+>+>+>+>+>+>+>というのは不可能です。
こちらは
>>>>+>>>>> をまず
配列に　このように入れ　{>,>,>>,+,>,>>,>,>}
その後文字の置き換えを行い数値化し　{1,1,1,1,+,1,1,1,1,1}
これを　演算子はifなどで別で処理して　１つずつ計算していくことを考えていました。

[szk.]

入力値なのに固定というのが分かりません。。。
演算子が1つということでしょうか？

ざっと見た感じの仕様としては、
　直前の演算子を使って算出する、ただし最初の演算子がない場合は＋として算出する
という感じでしょうか。

考え方はよいと思いますが、
プログラミングはルールを明確化しないと動きません。
最初に「>>」が続くからといって勝手に足し算してくれません、
足し算するというルール（プログラム）が必要です。

[uonitarou]

こちら最初は演算子が１つかと思っていたので
全ての演算子ではないところに＋をつけるのも方法としてできそうですね。
ご回答いただきありがとうございました。

[szk.]

＞全ての演算子ではないところに＋をつけるのも方法としてできそうですね。
いや、そうすると②のほうがうまくいきませんので、
直前の演算子を使う必要があるのかと思いますが、、、、
間に演算子を入れるイメージとしては
①が{1,+,1,+,1,+,1,+,1,+,1,+,1,+,1,+,1}
②が{5,+,1,+,1,+,1,-,1,-,1,-,1,-,1,-,1}
ですよね。

[uonitarou]

なるほど、こちらは
(5,+,1,+,1,+,1),-,(1,+,1,+,1,+,1,+,1)
を想定しておりました。

[szk.]

お、確かにそれも正しいですね。

しかもそちらのほうが仕様が簡単な気がします；
　連続する数字は足し算で先に計算する。
だけ。
なんか変なことをいくつか言ってしまってすいません；；

Answer 3

こんにちは

line = line.replaceAll(">", "1");

おそらくこれだと"1"というのは変数の1ではなく文字列の1になっているので
一度　変数に変換する必要があると思います。(Integer.parseIntなど)

入力値が>>>>+>>>>> や　>>>>->>>>> など符号が1つのものだけであることを前提に
話を進めたいと思います。(違ったらすみません)

1.符号が+か-か判断します。+ -> 戻り値1 - -> 戻り値 -1 メソッドjudge_signにて
2.二つの変数の計算ができるように配列を用意します。
3.>の時は1加え >の時は10加えます。
4.文字列の中の符号が訪れたとき配列の番号を0から1に増やします。
5.二つの変数の計算をします。1で戻り値を±1にしたのはこのためです。

以下、ソースコードとなります。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Your code here!
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String line = sc.nextLine();
        int []number = {0,0};//説明の2番目
        int position = 0;
        for(int i = 0; i < line.length(); i++){
            char c = line.charAt(i);
            if(c == '>'){
                number[position]++;
            }
            else if(c == '<'){
                number[position] += 5;　//説明の3番目
            }
            else{
                position++; //説明の4番目
            }
        }
        int sign = judge_sign(line);
        int answer = number[0] + sign * number[1]; //説明の5番目
        
        System.out.println(answer);
        
    }
    
    public static int judge_sign(String line){ //説明の1番目
        int sign = 0;
        for(int i = 0; i < line.length(); i++){
            char c = line.charAt(i);
            if(c == '+'){
                sign = 1;
            }
            else if(c == '-'){
                sign = -1;
            }
        }
        return sign;
    }
}

<追記> 符号が複数の場合のソースコード

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String line = sc.nextLine();
        int count = count_sign(line) + 1;
        int []number = new int[count];
        for(int i = 0; i < count; i++){
            number[i] = 0; /*初期化*/
        }
        int position = 0;
        int sign = 1;
        for(int i = 0; i < line.length(); i++){
            char c = line.charAt(i);
            if(c == '>'){
                number[position] += sign;
            }
            else if(c == '<'){
                number[position] += 5 * sign;
            }
            else if(c == '+'){
                sign = 1;
                position++;
            }
            else if(c == '-'){
                sign = -1;
                position++;
                
            }
        }
        int sum = 0;
        
        for(int i = 0; i < count; i++){
            sum += number[i];
        }
        
        System.out.println(sum);
        
    }

    public static int count_sign(String line){
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < line.length(); i++){
            char c = line.charAt(i);
            if(c == '+' || c == '-'){
                count++;
            }
       }
        return count;
    }
}

Comments

[uonitarou]

ご回答いただきありがとうございます。
上記コードを
入力値①で実行したところ
見たことのないエラーが出てしまいました。

Main.java:7: error: unreported exception IOException; must be caught or declared to be thrown
String line = br.readLine();
^
1 error

[退会済みユーザー]

すみません。訂正しておきます。

[uonitarou]

お手数おかけします。ありがとうございます。

[退会済みユーザー]

オンライン上でやっていてそこではエラーは出てなかったのですが try ～ catchが必要だと思います。
入力の方法を変更しました。

[uonitarou]

すみません　因みに複数の演算子があった場合の処理をいただいたコードを軸に自分なりに書いて見たのですが、以下のエラーが出てしまいました。もしよろしければどこが悪いのか原因を教えていただけないでしょうか？宜しくお願い致します。

エラー
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2
at Main.main(Main.java:17)

(Exit status: 1)

該当コード

```java
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String E = br.readLine();
int []number = {0,0};
int youso = 0;

// 配列[0] 左辺から
for(int i = 0; i < E.length(); i++){
char c = E.charAt(i);
// /の時は+1
if(c == '/'){
number[youso]++;
}
// <の時は + 10
else if(c == '<'){
number[youso] += 10;
}
// 演算子の時 配列を[1]に（右辺へ）
else{
youso++;
}
}

//計算
int answer = 0;
for (int j = 0; j < number.length; j++) {
answer = answer + number[j];
}
System.out.println(answer);
```

[退会済みユーザー]

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsExceptionは配列の要素数以上の数字が代入されたとき
起こるエラーです。符号が2つの時は
int []number = {0,0};
でよかったのですが　符号が複数になるとnumberの要素数は変わります。
(具体出的に言うと符号の数 + 1)
ですのでまず最初に符号の個数を数え　そのあとに配列numberを宣言するといいと思います。

[退会済みユーザー]

符号が複数の場合のソースコードを載せておきます。

[uonitarou]

あらかじめ初期値に０を入れておけばうまく動作はするんですがこれでは原始的すぎますよね
int []number = {0,0,0};

符号の数を数えることを文字列の段階で試みたのですが
int kazu = 0;
Boolean tf = line.indexOf("+");
if ( true == tf) {
kazu = kazu + 1;
}

型は会ってると思うのですが１このようなエラーが返されてしまいました。
Main.java:11: error: incompatible types: int cannot be converted to Boolean
Boolean tf= E.indexOf("+");

もしよろしければご回答いた亜dければとおもいます。

[uonitarou]

すみません　わざわざ　一度照らし合わせて見ます。

[退会済みユーザー]

booleanを使いたければ　Boolean tf = (評価式)　というような形にする必要があります。

[uonitarou]

booleanについてはサイトを見て理解しました。詳しくありがとうございます。

[退会済みユーザー]

あと、[]number = {0,0,0}とすると符号が2つの場合に限るので一般化したいのであれば
私のコードのようにint []number = new int[count]にすべきです。

Answer 4

まあ類推できるようなもの計算記号は自分で分離してくださいとなりますが

ローマ数字を引数に持たせてコンピューターが理解できる数値に変換するのはこちらになります。

ローマ数字をアラビア数字に置き換える場合

map.put("I", 1D);
map.put("V", 5D);
map.put("X", 10D);
map.put("L", 50D);
map.put("C", 100D);
map.put("D", 500D);
map.put("M", 1000D);

となります。
まあほかの条件は ローマ数字 - Wikipedia を見てください。

その条件をもとに計算する場合

public RomaNumber(String strValue) {
    this.strValue = strValue;
    new StringBuilder(strValue).reverse().chars().forEach(n -> {
        String x = new String(new char[] { (char) n });
        double current = valueMap.get(x);
        BigDecimal currentBd = new BigDecimal(current);
        if (current < lastValue)
            value = value.subtract(currentBd);
        else
            value = value.add(currentBd);
        lastValue = current;
    });
}

のような実装になります。

この実装が正しいかをチェックしてみましょう。

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.stream.Stream;

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.MethodSource;

class RomaNumberTest {

    static Stream<Entry<String, Integer>> values() {

        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

        map.put("I", 1);
        map.put("II", 2);
        map.put("III", 3);
        map.put("IV", 4);
        map.put("V", 5);
        map.put("VI", 6);
        map.put("VII", 7);
        map.put("VIII", 8);
        map.put("IX", 9);
        map.put("X", 10);
        map.put("XX", 20);
        map.put("XXX", 30);
        map.put("XL", 40);
        map.put("L", 50);
        map.put("LX", 60);
        map.put("LXX", 70);
        map.put("LXXX", 80);
        map.put("XC", 90);
        map.put("C", 100);
        map.put("CC", 200);
        map.put("CCC", 300);
        map.put("CD", 400);
        map.put("D", 500);
        map.put("DC", 600);
        map.put("DCC", 700);
        map.put("DCCC", 800);
        map.put("CM", 900);
        map.put("M", 1000);
        map.put("MM", 2000);
        map.put("MMM", 3000);

        map.put("LXXXIX", 89);
        map.put("CCXCIX", 299);

        return map.entrySet().stream();
    }

    @ParameterizedTest
    @MethodSource("values")
    void testIntValue(Entry<String, Integer> entry) {
        RomaNumber rn = new RomaNumber(entry.getKey());
        int value = entry.getValue();
        int test = rn.intValue();
        assertEquals(test, value);
    }

}

を実施し想定した数値になるかを確認してみましょう。
こんな感じで独自数値形式を作ってみましょう