Javaプログラミングにおいて、論理演算子と条件付きロジックは、コードの制御フローを柔軟に管理するための基盤となります。これらの概念は、プログラムがどのように意思決定を行い、異なる状況に応じて異なる動作をするかを定義します。特に、複数の条件を組み合わせたロジックや、条件式がどのように評価されるかの理解は、バグの発生を未然に防ぎ、効率的で可読性の高いコードを書く上で不可欠です。本記事では、Javaにおける論理演算子と条件付きロジックの基本から応用までを順を追って解説し、実践的なコード例や演習を通じてその理解を深めます。
論理演算子の種類と使用例
Javaには、条件式を組み合わせたり、評価したりするための論理演算子がいくつか用意されています。これらの演算子を正しく理解し、適切に使いこなすことが、条件付きロジックの設計において重要です。
AND演算子（&&）
AND演算子は、両方の条件が真（true）の場合にのみ、全体が真となります。例えば、以下のコードはaとbの両方が真である場合にのみブロック内のコードが実行されます。
if (a && b) {
// 両方が真の場合に実行される処理
}OR演算子（||）
OR演算子は、どちらか一方の条件が真であれば、全体が真となります。以下のコードは、aまたはbのどちらかが真であればブロック内のコードが実行されます。
if (a || b) {
// どちらかが真の場合に実行される処理
}NOT演算子（!）
NOT演算子は、条件の真偽を反転させます。つまり、条件が真であれば偽に、偽であれば真にします。以下のコードは、aが偽の場合にブロック内のコードが実行されます。
if (!a) {
// aが偽の場合に実行される処理
}XOR演算子（^）
XOR演算子は、二つの条件が異なる場合に真を返します。これは、aとbが異なる場合にのみ全体が真となるため、特定の条件下でユニークなロジックを構築するのに役立ちます。
if (a ^ b) {
// aとbが異なる場合に実行される処理
}これらの論理演算子を活用することで、複雑な条件付きロジックを簡潔に記述できるようになります。次のセクションでは、これらの演算子を使って条件式を構築し、評価する方法について詳しく見ていきます。
条件式の構築と評価の基本
条件式は、プログラムが特定の状況に応じて異なる動作をするための基盤です。Javaでは、条件式を使ってコードのフローを制御し、適切な処理を選択することができます。ここでは、条件式の基本的な構築方法と、その評価がどのように行われるかについて説明します。
条件式の基本構造
条件式は、if文やelse if文、else文と組み合わせて使用されます。以下は、典型的な条件式の構造です。
if (条件) {
// 条件が真の場合に実行されるコード
} else if (別の条件) {
// 最初の条件が偽で、別の条件が真の場合に実行されるコード
} else {
// すべての条件が偽の場合に実行されるコード
}このような条件式を使用することで、プログラムは複数の状況に対して適切に反応することができます。
条件式の評価順序
条件式の評価は、上から順に行われます。最初にif文の条件が評価され、真であればそのブロック内のコードが実行され、他の条件は無視されます。もし最初の条件が偽であれば、次のelse if文が評価されます。すべての条件が偽であれば、elseブロックが実行されます。
例えば、次のようなコードを考えてみましょう。
int number = 10;
if (number > 20) {
System.out.println("20より大きい");
} else if (number > 5) {
System.out.println("5より大きい");
} else {
System.out.println("5以下");
}このコードでは、numberが10なので、最初のif文は偽になり、else if文が評価されます。この場合、numberは5より大きいため、「5より大きい」と出力されます。
複合条件式の作成
複数の条件を組み合わせて、より複雑な条件式を作成することも可能です。論理演算子（&&、||）を使用して、複数の条件を結合します。
int age = 25;
boolean isStudent = true;
if (age > 18 && isStudent) {
System.out.println("成人かつ学生");
}この例では、年齢が18歳以上であり、かつ学生である場合に「成人かつ学生」と表示されます。このように、複合条件式を使うことで、プログラムの動作を細かく制御することができます。
次に、Javaにおける短絡評価（ショートサーキット）について、その概念とメリットを解説します。
短絡評価（ショートサーキット）とそのメリット
Javaでは、条件式を評価する際に短絡評価（ショートサーキット）が行われる場合があります。短絡評価とは、論理演算子によって結合された条件式の評価を、必要最小限の条件だけで行うことで、効率的なコード実行を可能にする手法です。ここでは、短絡評価の概念と、そのメリットについて詳しく説明します。
AND演算子（&&）の短絡評価
AND演算子（&&）を使用した条件式では、最初の条件が偽（false）であれば、残りの条件は評価されません。これは、AND条件が成り立つためにはすべての条件が真である必要があるため、最初の条件が偽である時点で全体が偽であることが確定するためです。
例えば、以下のコードを考えてみます。
int a = 10;
int b = 5;
if (a < b && b > 0) {
System.out.println("aはbより小さく、bは正の数です");
}この場合、a < bが偽であるため、b > 0は評価されず、条件式全体が偽とみなされ、System.out.printlnは実行されません。これにより、不要な計算や評価を避け、プログラムの効率が向上します。
OR演算子（||）の短絡評価
OR演算子（||）を使用した条件式では、最初の条件が真（true）であれば、残りの条件は評価されません。これは、OR条件が成り立つためには少なくとも一つの条件が真であればよいためです。
次のコード例を見てみましょう。
int x = 8;
int y = 3;
if (x > 5 || y < 1) {
System.out.println("xは5より大きいか、yは1より小さい");
}この場合、x > 5が真であるため、y < 1は評価されません。条件式全体がすでに真であることが確定しているためです。
短絡評価のメリット
短絡評価には、以下のようなメリットがあります。
- 効率の向上: 条件式の評価を最小限に抑えることで、プログラムの実行速度が向上します。特に、計算コストが高い条件や副作用を伴う条件の評価が省略される場合、この効果は顕著です。
- 副作用の回避: 条件式の中で副作用を持つ操作（例：メソッド呼び出しや変数の変更）がある場合、その評価が省略されることで、意図しない動作やバグを防ぐことができます。
- コードの安全性向上: 例えば、
nullチェックを行った後にオブジェクトのメソッドを呼び出すといった操作では、短絡評価を活用することで、NullPointerExceptionを防ぐことができます。
String text = null;
if (text != null && text.length() > 0) {
System.out.println("テキストの長さは" + text.length());
}この例では、textがnullであればtext.length()は評価されず、NullPointerExceptionが回避されます。
短絡評価を理解し、活用することで、より効率的で安全な条件付きロジックを実装することができます。次のセクションでは、これらの知識を活用して、複数条件を組み合わせたより複雑な条件付きロジックの設計について解説します。
複数条件を組み合わせた条件付きロジックの設計
プログラムが直面する現実の問題は、単一の条件だけでは対応できない複雑なものが多く存在します。Javaでは、複数の条件を論理演算子を用いて組み合わせ、より精緻な条件付きロジックを設計することが可能です。ここでは、その設計方法と実例を紹介します。
複数条件の組み合わせによる柔軟な判定
複数の条件を組み合わせることで、プログラムはより細かい判断を下すことができます。例えば、次のようなコードで、ユーザーが成人であり、かつ学生である場合のみ特定の処理を行うことができます。
int age = 20;
boolean isStudent = true;
if (age >= 18 && isStudent) {
System.out.println("成人かつ学生であるため、割引が適用されます");
}この例では、age >= 18とisStudentの両方が真である場合にのみ、割引が適用されることになります。ここで、AND演算子（&&）を用いることで、両方の条件が満たされる場合のみ特定の動作を実行するロジックが設計されています。
条件の優先順位を理解する
条件式を組み合わせる際には、条件の評価順序（優先順位）に注意を払う必要があります。論理演算子には評価の優先順位があり、通常は次のように決定されます：
- NOT演算子（
!） - AND演算子（
&&） - OR演算子（
||）
例えば、以下の条件式では、!が最初に評価され、その後&&が評価され、最後に||が評価されます。
boolean result = !a || (b && c);場合によっては、意図した評価順序を明示的に示すために括弧を使用することが推奨されます。括弧を使用することで、評価順序を明確にし、コードの可読性と意図を強調することができます。
ネストされた条件式を避けるためのテクニック
複数の条件を組み合わせていくと、ネストされた条件式が増え、コードが複雑になりがちです。例えば、次のようなコードは、読みづらくなってしまいます。
if (a) {
if (b) {
if (c) {
System.out.println("すべての条件が真です");
}
}
}このような場合、条件式を論理演算子でまとめることで、コードを簡潔にし、可読性を向上させることが可能です。
if (a && b && c) {
System.out.println("すべての条件が真です");
}このように、論理演算子を効果的に使用することで、条件式を整理し、より簡潔で理解しやすいコードを書くことができます。
複雑な条件付きロジックの実例
実際のプログラムでは、次のような複雑な条件付きロジックを設計することが求められる場合があります。例えば、オンラインショッピングサイトでの割引適用を判断する条件式です。
boolean isMember = true;
boolean isHoliday = false;
double purchaseAmount = 120.0;
if ((isMember && purchaseAmount > 100) || (isHoliday && purchaseAmount > 150)) {
System.out.println("割引が適用されます");
} else {
System.out.println("割引は適用されません");
}この例では、会員であり購入金額が100ドルを超えている場合、または休日であり購入金額が150ドルを超えている場合に割引が適用されます。このように、複数の条件を組み合わせることで、現実のビジネスルールに基づいた柔軟なロジックを構築できます。
次のセクションでは、ネストされた条件式の管理と、それを最適化するための方法についてさらに詳しく解説します。
ネストされた条件式の管理と最適化
プログラムが複雑になると、条件式がネストされることがよくあります。しかし、ネストが深くなると、コードの可読性が低下し、メンテナンスが難しくなることがあります。ここでは、ネストされた条件式を効果的に管理し、最適化するための方法を解説します。
ネストの深さを減らすための方法
ネストされた条件式を単純化するための最も基本的な方法は、条件式を論理演算子で組み合わせて一つの条件式にまとめることです。例えば、以下のような深くネストされた条件式があるとします。
if (a) {
if (b) {
if (c) {
System.out.println("すべての条件が真です");
}
}
}このコードは、次のように簡略化できます。
if (a && b && c) {
System.out.println("すべての条件が真です");
}このように、複数の条件を一つの条件式にまとめることで、ネストの深さを減らし、コードの可読性を向上させることができます。
早期リターンによる条件式の簡略化
ネストされた条件式を避けるためのもう一つの有効な方法は、早期リターン（early return）を使用することです。これにより、特定の条件が満たされない場合に、すぐにメソッドやループから抜け出すことができます。
例えば、次のようなコードを考えてみます。
if (a) {
if (b) {
if (c) {
System.out.println("すべての条件が真です");
}
}
}このコードは、早期リターンを使って次のようにリファクタリングできます。
if (!a) return;
if (!b) return;
if (!c) return;
System.out.println("すべての条件が真です");早期リターンを使用することで、コードのネストを大幅に削減し、条件が満たされない場合の処理を迅速に行うことができます。
ガード節の活用
ガード節（guard clause）も、ネストされた条件式を簡略化するための手法の一つです。ガード節は、条件が満たされない場合にすぐに処理を中断することで、後続のコードが意図した通りに実行されるようにします。
if (x <= 0) {
System.out.println("xは正の数でなければなりません");
return;
}
// xが正の数である場合の処理
System.out.println("xは正の数です");このように、ガード節を使用することで、条件が満たされない場合の処理を明示的に記述し、後続のロジックがよりシンプルになるようにできます。
条件式の最適化によるパフォーマンス向上
条件式を最適化することで、プログラムのパフォーマンスを向上させることも可能です。条件式の評価順序を工夫し、頻繁に発生する条件や計算コストの低い条件を先に評価することで、不要な計算を減らすことができます。
例えば、次の条件式では、isValidUserが頻繁に偽になると想定される場合、これを先に評価することで効率を改善できます。
if (isValidUser(user) && hasPermission(user) && isWithinLimits(user)) {
System.out.println("アクセスが許可されました");
}この場合、isValidUserが偽であれば、残りの条件は評価されないため、計算リソースを節約できます。
このように、ネストされた条件式を効果的に管理し、最適化することで、コードの可読性とパフォーマンスを向上させることができます。次のセクションでは、Javaの条件式における一般的なバグとその回避方法について詳しく説明します。
Javaの条件式におけるバグの回避方法
条件式はプログラムの意思決定において非常に重要な役割を果たしますが、条件式の設計や実装においては、思わぬバグが発生することもあります。ここでは、Javaの条件式において一般的に発生しやすいバグと、それを回避するための方法を解説します。
演算子の優先順位による誤り
条件式を構築する際、演算子の優先順位を誤解すると、意図しない結果を引き起こす可能性があります。特に複雑な条件式では、優先順位を明確に理解し、必要に応じて括弧を使用することが重要です。
例えば、次の条件式を考えてみましょう。
boolean result = a && b || c;この場合、AND演算子（&&）がOR演算子（||）よりも優先されるため、a && bが最初に評価され、その結果がcと論理ORされます。もし意図が異なり、b || cを先に評価したい場合は、以下のように括弧を使用する必要があります。
boolean result = a && (b || c);括弧を適切に使用することで、演算子の優先順位に起因するバグを回避できます。
等価比較と代入の混同
Javaでは、等価比較には==を、代入には=を使用します。これらを混同すると、意図しないバグが発生します。特に、条件式内で代入演算子を使用すると、誤った結果が得られることがあります。
例えば、次のコードは誤りです。
if (a = 5) {
// エラー：これは代入であり、条件式として正しくありません
}代わりに、等価比較を行うには、次のように記述します。
if (a == 5) {
// 正しい条件式
}このような誤りは、特に経験の浅いプログラマーにとっては見落としやすいため、コードレビューや静的解析ツールの使用が推奨されます。
浮動小数点数の比較による誤差
浮動小数点数を条件式で比較する際、精度の問題によって誤差が生じることがあります。直接的な比較ではなく、許容誤差を考慮した比較を行うことで、この問題を回避できます。
例えば、次のコードでは、浮動小数点数の誤差を無視して直接比較しています。
if (a == b) {
// 浮動小数点数の比較において問題が発生する可能性があります
}この場合、以下のように許容誤差を設定し、それを基に比較することが推奨されます。
final double EPSILON = 0.00001;
if (Math.abs(a - b) < EPSILON) {
// aとbは実質的に等しいとみなす
}このアプローチにより、浮動小数点数の比較におけるバグを防ぐことができます。
論理演算の短絡評価における副作用
短絡評価（ショートサーキット）を使用する場合、条件式に副作用を持つコードが含まれていると、意図しない動作が発生する可能性があります。たとえば、次のようなコードでは、incrementCounter()メソッドがaが偽である場合に呼び出されません。
if (a && incrementCounter()) {
// もしaが偽の場合、incrementCounter()は呼ばれない
}この問題を回避するには、短絡評価を避け、条件を別々に評価することが必要です。
boolean incremented = incrementCounter();
if (a && incremented) {
// incrementCounter()は常に呼び出される
}こうすることで、条件式における副作用を適切に処理し、予期しない動作を防ぐことができます。
Nullチェックの不足によるNullPointerException
Javaのプログラムにおいて、null値が含まれる可能性のあるオブジェクトを扱う際には、必ずNullチェックを行う必要があります。これを怠ると、NullPointerExceptionが発生し、プログラムがクラッシュする可能性があります。
例えば、次のコードでは、strがnullの場合にNullPointerExceptionが発生します。
if (str.length() > 0) {
// strがnullであれば例外が発生する
}この問題を回避するためには、まずnullチェックを行います。
if (str != null && str.length() > 0) {
// まずstrがnullでないことを確認する
}このように、nullチェックを組み込むことで、条件式におけるNullPointerExceptionを効果的に回避できます。
これらのバグを回避するためのアプローチを理解し、実践することで、より堅牢で信頼性の高いコードを記述することができます。次のセクションでは、論理演算子を用いた複雑な条件付きロジックの応用例について詳しく解説します。
論理演算子を用いた複雑な条件付きロジックの応用例
論理演算子を用いることで、Javaプログラムにおいて複雑な条件付きロジックを構築することが可能になります。このセクションでは、現実のアプリケーションでよく見られる複雑な条件付きロジックの応用例を紹介し、どのようにして論理演算子を活用して効率的なコードを記述できるかを解説します。
複数条件の動的な判定
例えば、ユーザー認証システムにおいて、ユーザーが特定の権限を持ち、かつ特定の時間帯にログインしている場合にのみ、アクセスを許可するロジックを考えます。
boolean isAdmin = user.isAdmin();
boolean isActive = user.isActive();
boolean isWithinBusinessHours = checkBusinessHours();
if (isAdmin && isActive && isWithinBusinessHours) {
System.out.println("アクセスが許可されました");
} else {
System.out.println("アクセスが拒否されました");
}この例では、ユーザーが管理者であり、アカウントがアクティブで、業務時間内である場合にのみアクセスが許可されます。複数の条件を論理AND演算子（&&）で組み合わせることで、精緻な条件判定を実現しています。
条件式の動的生成
さらに複雑なケースでは、条件式自体を動的に生成する必要がある場合があります。例えば、オンラインショッピングサイトで、複数のフィルターを組み合わせた検索を行うロジックです。
boolean inStock = product.isInStock();
boolean onSale = product.isOnSale();
boolean isNewArrival = product.isNewArrival();
if ((inStock && onSale) || (isNewArrival && !onSale)) {
System.out.println("この商品は表示対象です");
} else {
System.out.println("この商品は表示対象外です");
}この例では、在庫があり、かつセール中の商品、または新着商品でセール対象外の商品が表示対象となります。論理演算子を適切に組み合わせることで、複数のフィルターを一つの条件式にまとめ、柔軟な検索機能を実現しています。
ユーザーインターフェースの状態管理
次に、ユーザーインターフェース（UI）の状態管理における複雑な条件ロジックの例を見てみましょう。たとえば、ボタンの有効/無効状態を複数の条件に基づいて制御する場合です。
boolean isFormValid = validateForm();
boolean isUserLoggedIn = checkUserLogin();
boolean hasRequiredPermissions = checkPermissions();
if (isFormValid && isUserLoggedIn && hasRequiredPermissions) {
submitButton.setEnabled(true);
} else {
submitButton.setEnabled(false);
}このコードは、フォームが有効で、ユーザーがログインしており、必要な権限を持っている場合にのみ、送信ボタンを有効にします。条件が一つでも満たされていない場合は、ボタンを無効にします。これにより、ユーザーが不適切な操作を行わないように、UIを適切に制御することができます。
業務ルールに基づく複雑なビジネスロジック
最後に、業務アプリケーションでよく見られるビジネスロジックの例を挙げます。例えば、異なる条件に基づいて異なる価格を適用するロジックです。
double price = basePrice;
boolean isLoyalCustomer = customer.isLoyalCustomer();
boolean isHolidaySeason = checkHolidaySeason();
boolean hasDiscountCoupon = customer.hasDiscountCoupon();
if (isLoyalCustomer && isHolidaySeason) {
price *= 0.9; // 10%割引
} else if (hasDiscountCoupon) {
price *= 0.85; // 15%割引
} else if (isHolidaySeason) {
price *= 0.95; // 5%割引
}
System.out.println("適用された価格は: " + price);この例では、ロイヤル顧客でかつホリデーシーズン中であれば10%割引、割引クーポンを持っていれば15%割引、ホリデーシーズンであれば5%割引が適用されます。このような複雑な条件付きロジックを設計することで、ビジネスルールを忠実にプログラムに反映させることができます。
以上のように、論理演算子を効果的に組み合わせることで、複雑な条件付きロジックを構築し、実際のアプリケーションで必要とされる多様な要件に対応することができます。次のセクションでは、これらの条件付きロジックが期待通りに動作するかを検証するためのユニットテストの方法について解説します。
条件付きロジックのユニットテストと検証方法
複雑な条件付きロジックが含まれるコードが期待通りに動作するかを確認するためには、適切なユニットテストを行うことが重要です。ユニットテストは、個々のメソッドや条件式が正しく動作することを確認し、バグの発生を防ぐための重要な手法です。ここでは、Javaにおける条件付きロジックのユニットテストの作成方法と検証方法について解説します。
ユニットテストの基本
ユニットテストは、特定のメソッドや条件式が正しく動作することを確認するためのテストケースです。Javaでは、JUnitなどのフレームワークを使用してユニットテストを実行することが一般的です。条件付きロジックをテストする際には、すべての条件の組み合わせを網羅的にテストすることが重要です。
以下は、条件付きロジックを含むメソッドに対する簡単なユニットテストの例です。
public class DiscountCalculator {
public double calculateDiscount(double basePrice, boolean isLoyalCustomer, boolean isHolidaySeason, boolean hasDiscountCoupon) {
double price = basePrice;
if (isLoyalCustomer && isHolidaySeason) {
price *= 0.9;
} else if (hasDiscountCoupon) {
price *= 0.85;
} else if (isHolidaySeason) {
price *= 0.95;
}
return price;
}
}このメソッドに対するユニットテストは次のように記述します。
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class DiscountCalculatorTest {
@Test
public void testCalculateDiscount() {
DiscountCalculator calculator = new DiscountCalculator();
// テストケース1: ロイヤル顧客であり、ホリデーシーズン
assertEquals(90.0, calculator.calculateDiscount(100.0, true, true, false), 0.01);
// テストケース2: 割引クーポンを持っている
assertEquals(85.0, calculator.calculateDiscount(100.0, false, false, true), 0.01);
// テストケース3: ホリデーシーズンのみ
assertEquals(95.0, calculator.calculateDiscount(100.0, false, true, false), 0.01);
// テストケース4: いずれの条件も満たさない
assertEquals(100.0, calculator.calculateDiscount(100.0, false, false, false), 0.01);
}
}このユニットテストでは、calculateDiscountメソッドの異なる条件に基づいた複数のテストケースを作成し、それぞれの期待される結果と比較しています。
テストカバレッジの重要性
条件付きロジックのテストでは、テストカバレッジが重要です。すべての条件の組み合わせや、エッジケースを網羅することで、予期せぬバグを防ぐことができます。テストカバレッジを高めるためには、以下のポイントに注意します。
- ポジティブケースとネガティブケース: 条件が真となる場合と偽となる場合の両方をテストする。
- 境界値分析: 条件式の境界にある値（例えば、数値比較ではちょうど境界となる値）をテストする。
- 組み合わせテスト: 複数の条件が組み合わさった場合の全ての組み合わせをテストする。
モックとスタブを使用した依存関係の分離
複雑な条件付きロジックは、他のクラスやメソッドと依存関係を持つ場合が多いため、これらの依存関係を分離するためにモック（mock）やスタブ（stub）を使用することが有効です。Mockitoなどのフレームワークを用いると、依存オブジェクトの挙動をシミュレートし、特定の条件下でのロジックの動作をテストできます。
例えば、次のようなモックを使用したテストがあります。
import static org.mockito.Mockito.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class DiscountServiceTest {
@Test
public void testDiscountWithMock() {
User mockUser = mock(User.class);
when(mockUser.isLoyalCustomer()).thenReturn(true);
when(mockUser.hasDiscountCoupon()).thenReturn(false);
DiscountService service = new DiscountService();
double discount = service.calculateUserDiscount(mockUser, 100.0);
assertEquals(90.0, discount, 0.01);
}
}ここでは、Userクラスをモックして特定の条件をシミュレートし、その条件下でのcalculateUserDiscountメソッドの動作をテストしています。モックを使用することで、依存関係を簡単に制御し、ロジックのテストに集中することができます。
バグを発見した際のリファクタリングとテストの強化
ユニットテストによってバグが発見された場合、そのバグを修正すると同時に、該当するテストケースを強化し、同じバグが再発しないようにすることが重要です。修正したコードに対して、再度ユニットテストを実行し、すべてのテストケースが通過することを確認します。
また、リファクタリングによってコードの可読性や保守性を向上させることも、条件付きロジックのバグを減らすための有効な手段です。リファクタリング後にテストがすべて成功することを確認することで、コードの安定性を維持しながら改善を進められます。
これらの手法を駆使して、条件付きロジックのユニットテストを強化することで、より信頼性の高いソフトウェアを開発することが可能になります。次のセクションでは、条件付きロジックを実践的に学ぶための演習問題を提供します。
演習問題：論理演算子と条件付きロジックの応用
条件付きロジックと論理演算子の理解を深め、実際のプログラミングでの応用力を養うために、以下の演習問題に取り組んでみてください。これらの問題は、Javaでの条件付きロジックを効果的に使用するためのスキルを向上させることを目的としています。
演習問題1: 課金システムの割引ロジック
あるオンラインショップでは、以下の条件に基づいて商品に割引を適用するシステムを構築しています。Javaで次の割引ロジックを実装してください。
- ユーザーがロイヤルカスタマーで、かつ購入金額が100ドル以上の場合、15%の割引を適用する。
- セール期間中に購入された商品には、購入金額に関係なく10%の割引を適用する。
- 割引クーポンを持っているユーザーには、さらに5%の追加割引を適用する。
課題: 上記の条件を満たす割引計算メソッドcalculateDiscountを実装し、割引後の金額を計算するプログラムを書いてください。また、このメソッドに対するユニットテストも実装してください。
public class DiscountSystem {
public double calculateDiscount(double amount, boolean isLoyalCustomer, boolean isSalePeriod, boolean hasCoupon) {
// ここに割引計算ロジックを実装してください
}
public static void main(String[] args) {
DiscountSystem ds = new DiscountSystem();
System.out.println(ds.calculateDiscount(150.0, true, false, true)); // 期待される出力: 114.75
}
}演習問題2: 交通信号機のロジック
交通信号機の制御システムを設計するために、次の条件付きロジックを実装してください。
- 信号が青であれば、車は進行できる。
- 信号が赤であれば、車は停止しなければならない。
- 信号が黄色で、車が停止線の手前であれば、車は停止する。そうでなければ、進行してもよい。
課題: 上記の条件を実装するメソッドtrafficSignalActionを作成し、信号の色と車の位置を引数として、その行動（進行する、停止する）を出力するプログラムを作成してください。
public class TrafficSignal {
public String trafficSignalAction(String signalColor, boolean isBeforeStopLine) {
// ここに信号機のロジックを実装してください
}
public static void main(String[] args) {
TrafficSignal ts = new TrafficSignal();
System.out.println(ts.trafficSignalAction("Yellow", true)); // 期待される出力: "停止する"
}
}演習問題3: アクセス制御システム
次の条件に基づくアクセス制御システムを実装してください。
- ユーザーが管理者であれば、システムにアクセスできる。
- ユーザーが通常のユーザーで、かつアクセス許可が与えられている場合、アクセスできる。
- ユーザーが訪問者であれば、アクセスは拒否される。
課題: 上記の条件を実装するメソッドcanAccessSystemを作成し、ユーザーの役割とアクセス許可を引数として、アクセスの可否を判定するプログラムを作成してください。
public class AccessControl {
public boolean canAccessSystem(String role, boolean hasPermission) {
// ここにアクセス制御ロジックを実装してください
}
public static void main(String[] args) {
AccessControl ac = new AccessControl();
System.out.println(ac.canAccessSystem("Admin", false)); // 期待される出力: true
}
}演習問題4: 学生の成績評価
ある学校では、学生の成績評価を以下の条件に基づいて行います。
- 学生の平均点が90点以上であれば、「優」と評価する。
- 平均点が70点以上90点未満であれば、「良」と評価する。
- 平均点が50点以上70点未満であれば、「可」と評価する。
- 平均点が50点未満であれば、「不可」と評価する。
課題: 上記の評価基準を実装するメソッドevaluateGradeを作成し、学生の平均点を引数として、評価を文字列で返すプログラムを作成してください。
public class GradeEvaluator {
public String evaluateGrade(double averageScore) {
// ここに成績評価ロジックを実装してください
}
public static void main(String[] args) {
GradeEvaluator ge = new GradeEvaluator();
System.out.println(ge.evaluateGrade(85.0)); // 期待される出力: "良"
}
}これらの演習問題を通じて、Javaにおける論理演算子と条件付きロジックの理解を深め、実践的なスキルを向上させてください。次のセクションでは、本記事のまとめを行います。
まとめ
本記事では、Javaにおける論理演算子と条件付きロジックの基本的な概念から応用までを幅広く解説しました。論理演算子の種類や短絡評価の仕組み、複数条件を組み合わせた条件付きロジックの設計方法、そして、これらのロジックをテストし検証する方法を学びました。
条件付きロジックは、プログラムが複雑な意思決定を行う際の基盤であり、正確で効率的なコードを書くためには欠かせない要素です。さらに、演習問題を通じて、これらの概念を実際にコードに適用する力を養うことができたでしょう。
これらの知識を活用し、今後のプログラミングにおいて、より強固で信頼性の高いソフトウェアを開発するための土台を築いてください。
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