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15.Summary

Webアプリケーション作成(コーディング・テスト、デバッグ、仕上げ)、全員発表する

発表課題: オープンデータの取得と利用
使用言語:processing もしくは Java
発表時間:5分程度

課題:

オープンデータの取得と利用

  1. オープンデータの材料選び
  2. オープンデータの取得 (URL)
  3. オープンデータの利用 (processing もしくは Java)
  4. オープンデータ応用のWEB公開 (Google sitesに埋め込み)

ヒント:

これまで演習したプログラムの組み合わせが必要です。

nextbus, java参考例:

import java.util.Calendar;

class busapp{

        public static void main(String args[]){

                String[] data = {
                        "00:00",
                        "8:30",
                        "9:10",
                        "10:00",
                        "11:00",
                        "12:15",
                        "14:15",
                        "15:15",
                        "16:15",
                        "17:15",
                        "18:15",
                        "19:15",
                        "20:15",
                        "23:59"
                };

                Calendar calendar = Calendar.getInstance(); //現在(実行時点)時刻でCalendarのインスタンス生成
                int hourOfDay = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);   // 0..23
                int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);      // 0..59

                int cnt = 0;

                for (String value: data) {
                        String[] hhmm = value.split(":");
                        int hh = Integer.parseInt(hhmm[0]);
                        int mm = Integer.parseInt(hhmm[1]);
                        if (hh > hourOfDay || hh == hourOfDay && mm > minute) {
                                System.out.println(hh + ":" + mm + ">" + hourOfDay + ":" + minute);
                                System.out.println("\n");
                                if (++cnt >= 3) break;
                        }

                }
        }
}

nextbus, java実行例:

$ javac api-json-nextbus-sample.java
$ java api-json-nextbus-sample
16:15
17:15
18:15

Processing で作る場合、下記のバスの絵も入れて、よりリアルなアプリができます。

3台のバスを描く(自分で定義した関数を使って)

int h=60; // ボディの高さ、幅の基準
int d=30; // 車輪の直径の基準

void setup() {
  size(400, 400);
  noLoop(); // 繰り返さない
}

void draw() {
  drawBus(200, 200); //中央のバス
  drawBus(100, 100); //左上のバス
  drawBus(300, 300); //右下のバス
}

void drawBus(int x, int y) {
  rectMode(CENTER);
  rect(x, y, h*2, h); // ボディ
  ellipse(x-35, y+h/2, d, d); // 後輪・外側
  ellipse(x+35, y+h/2, d, d); // 前輪・外側
  ellipse(x-35, y+h/2, d-10, d-10); // 後輪・内側
  ellipse(x+35, y+h/2, d-10, d-10); // 前輪・内側
  rectMode(CORNER);
  rect(x+45, y-20, h/4, h/3); // 窓・前
  rect(x-5, y-20, h/2, h/3); // 窓・中
  rect(x-50, y-20, h/2, h/3); // 窓・後
}

14.REST and JSON

REST

RESTは「REpresentational State Transfer」の略で、大まかに言えば、アドレス(URL)とHTTPのメソッド(GETなど)を組み合わせて、サーバー上のデータを操作する仕組みです。

RESTは、Roy Fieldingという方が、2000年に発表した博士論文で提唱されたアーキテクチャスタイルです。Roy FieldingさんはHTTP仕様の策定者の一人であったことから、HTTPはRESTの基準をよく満たしています。

RESTの例として、WordPress JSON REST API (WP API, http://wp-api.org/) あります。それを利用して、Javaなどから最新の記事の取得、記事の投稿、写真の添付などが可能です。

JSON

JSON(ジェイソン、JavaScript Object Notation)は、JavaScriptにおけるオブジェクトの表記法をベースとした軽量なデータ記述言語である。

JSONの紹介
http://www.json.org/json-ja.html

このフォーマットの特徴は、

  1. 名前/値のペアで表記される、連想配列のような構造
  2. カンマで区切られたリスト(配列)のような構造

オブジェクト

オブジェクトは中括弧({ , })で囲み、中の要素は文字列/値で表現します。複数の要素を利用する場合は、カンマで区切り、続けて記述します。

{文字列:値,文字列:値,..文字列:値}

配列

配列は大括弧([ , ])で囲み、中の要素を値の連続(0個以上)で表現します。複数の要素を利用する場合は、カンマで区切り、続けて記述します。

[ 値, 値, ..., 値]

値は以下の7種類です

  • 文字列
  • 数値
  • オブジェクト
  • 配列
  • true
  • false
  • null

文字列は2重引用符(“)で囲まれます。

学バス時刻表の取得

JSONArray json = loadJSONArray("http://busapp.wasedaonline.com/api/getvalue/?tag=20");
JSONObject content = json.getJSONObject(2);
String data = content.getString("post_content");
println(data);

参考

  • http://labo.mamezou.com/special/sp_013/sp_013_001.html — RESTのコンセプトと特徴
  • http://www.agilegroup.co.jp/technote/java-rest-client01.html — JavaでRESTクライアントを作成する【第一回】
  • http://thinkit.co.jp/article/70/1/page/0/1 — JSONってなにもの?
  • http://d.hatena.ne.jp/seinzumtode/20130426/1366934641 — JavaでJSONを使う
  • http://gootara.org/library/2014/04/javaapijsonjdk1618.html — Java SEの標準APIだけでJSONを扱うサンプル(JDK 1.6以降、1.8も対応)

13.Web Application

Webアプリケーション作成に必要な概念を理解する

Web Service

Webサービスとは、大まかにいえば、Webの通信の仕組みを利用して、コンピュータ同士でさまざまなデータをやり取りし、分散処理を行うシステムです。

通信手順の取り決めのことを、「プロトコル」(Protocol)と呼びます。Webの世界では、「HTTP」(HyperText Transfer Protocol)というプロトコルで、通信が行われています。

HTTPは、WebブラウザなどのクライアントがWebサーバーにデータを要求し、それにWebサーバーが答える、という形のプロトコルです。

API

アプリケーションプログラミングインタフェース (API、英: Application Programming Interface) とは、ソフトウェアコンポーネントが互いにやりとりするのに使用するインタフェースの仕様である。APIには、サブルーチン、データ構造、オブジェクトクラス、変数などの仕様が含まれる。

Webサービス大まかに言えば、以下のような流れで処理を進めます。

(1)クライアントからサーバーに対して、HTTPで接続して処理を要求します。
(2)サーバーは処理結果をクライアントに送信します。
(3)クライアントは(2)の結果を受信し、必要に応じて各種の処理を行います。

「HTTPで通信する」上位層に位置するプロトコル

  1. 「XML-RPC」
  2. 「SOAP」(Simple Object Access Protocol)
  3. 「REST」(REpresentational State Transfer) :  REST and JSON

Open Data

open-data

お天気Webサービスの利用

お天気Webサービス(Livedoor Weather Web Service / LWWS)は、現在全国142カ所の今日・明日・あさっての天気予報・予想気温と都道府県の天気概況情報を提供しています。

(例)「福岡県・久留米の天気」を取得する場合

下記URLにアクセスしてJSONデータを取得します。
基本URL + 久留米のID(400040)

学バス時刻表

Javaを利用して、学バスの時刻表取得と処理を行う

2016-09-04 (6)

課題:

オープンデータを利用したWebアプリの作成(1)

  1. オープンデータの選択
    1. 郵便番号検索
    2. 天気予報検索
    3. その他
  2. オープンデータをブラウザで確認

12.Map

Map構造 コレクションクラス

Map構造は、キーと値をセットにしたものを1つの要素として管理するデータ構造です。
HashMap」「TreeMap」の2種類があります。

Map構造

要素がキーと値で管理されているので、キーを指定して値の取得や更新、削除を行います。

Map構造は、キーによって値を管理するためキーの重複は不可です。
(同じキーがセット(put)された場合は上書きされます。)

マップ(HashMap)

HashMap は、名前(キー)と値の組み合わせを要素として持つ配列です。

HashMapは格納順は管理されません。キーと値にnullを使用することが可能です。

HashMap hm = new HashMap();

hm.put("Brian Kernighan","A REGULAR EXPRESSION MATCHER");
hm.put("Karl Fogel","SUBVERSION'S DELTA EDITOR: INTERFACE AS ONTOLOGY");
hm.put("Jon Bentley","THE MOST BEAUTIFUL CODE I NEVER WROTE");
hm.put("Tim Bray","FINDING THINGS");

println("Get a Element > " + hm.get("Brian Kernighan") );
println("Get a Element > " + hm.get("Jon Bentley") );

マップ(TreeMap)

TreeMap も HashMap と同じように使用できます。要素がキーによって自動的にソートされる点が HashMap と異なります。TreeMapはnullは使用することができません。

インタフェイスの活用

さらに便利なことに,コレクションクラスはCollectionMapというインタフェイスを実装しています。Java言語の仕組み上,インタフェイスのオブジェクトにはそのインタフェイスを実装したクラスのオブジェクトへの参照を持たせることができます。

次のスケッチのように,カチッ!カチッ!とコードを切り替えて,ほとんど同じコードで全く別のデータを取り扱えます。これこそコレクションクラスを利用するメリットです。もっと言えば,オブジェクト指向プログラミングのメリットです。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

HashMap hm = new HashMap();
Map m;
m = hm;
m.put("Brian Kernighan","A REGULAR EXPRESSION MATCHER");
m.put("Karl Fogel","SUBVERSION'S DELTA EDITOR: INTERFACE AS ONTOLOGY");
m.put("Jon Bentley","THE MOST BEAUTIFUL CODE I NEVER WROTE");
m.put("Tim Bray","FINDING THINGS");

HashMap hm2 = new HashMap();
m = hm2;
m.put(1,123);
m.put(2,223);
m.put(3,323);

m = hm;
println("Get a Element from Interface m > " + m.get("Tim Bray") );
m = hm2;
println("Get a Element from Interface m > " + m.get(2) );

m = hm;
Set s = m.keySet();
for(Object o : s){
  println("Element is " + m.get(o) );
}
m = hm2;
s = m.keySet();
for(Object o : s){
  println("Element is " + m.get(o) );
}

演習

(難易度:easy)

MapInterface.pdeのコード末尾にあるforループを切り分けましょう。そして,Mapインタフェイスを実装したクラスであれば何であれ,受け取って要素に格納された値を列挙するメソッドにしてください。ファイル名はUsefulMapInterface.pdeとしてください。

11.List

List構造 コレクションクラス

List構造は、要素を順番付けして管理するデータ構造です。
「ArrayList」「LinkedList」の2種類があります。

List構造

要素がインデックス(番号)順に並んでいるので、番号を指定して要素の取得、挿入、更新、削除ができます。また、Iteratorや拡張for構文を使って先頭から順番に要素を取得することも出来ます。

ArrayListは要素の取得が早いが挿入や削除が遅い、LinkedListは要素の挿入や削除は早いが取得が遅いという特徴があります。
List構造は、要素の重複は可能です。

リスト(ArrayList)

ArrayList は配列を扱う一般的なクラスです。

下記などのメソッドが用意されています。

  • list.add(o) – オブジェクト o を配列の末尾に追加する
  • list.add(n, o) – オブジェクトを n で指定した場所に追加する
  • list.get(n) – n番目の要素を得る
  • list.remove(n) – n番目の要素を削除する
  • list.set(n, o) – n番目の要素をオブジェクト o で置き換える
  • list.size() – 要素の個数を得る
  • list.isEmpty() – 空かどうか調べる
  • list.indexOf(o) – オブジェクト o と等しい要素のインデックスを探す
  • list.contains(o) – オブジェクト o と等しい要素があるか調べる
  • list.addAll(list2) – 配列の末尾に配列 list2 を追加する

ArrayListの使用例

ArrayListUsage.pdeArrayListの使用例

import java.util.Arrays;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

String n[] = {"Tim Bray",
              "Brian Kernighan",
              "Jon Bentley",
              "Karl Fogel"};
ArrayList<String> names = new ArrayList(Arrays.asList(n));


//配列と同様の方法,添字で要素にアクセスします。
println("* Access with FOR *");
for(int i = 0; i<names.size(); ++i){
  println(names.get(i));
}

names.add(1,"Eliotte Rusty Harold"); // 2番目位置に要素を挿入します。
names.remove(2); // 3番目の要素を削除します。

//コレクションクラスならではの方法で要素にアクセスします。
println("* Access with ITERATOR *");
Iterator<String> it = names.iterator();
while(it.hasNext()){
  println(it.next());
}

リスト(LinkedList)

LinkedList も ArrayList と同じように使用することができます。挿入や削除を頻繁に行う場合は ArrayList よりも LinkedList の方が高速です。ただし、get() による参照は ArrayList の方が高速です。

リスト(Vector)

Vector クラスも ArrayList や LinkedList と同じように扱うことができますが、パフォーマンスが悪いため、現在ではあまり推奨されていません。