実践：文字列処理
このレッスンはPhase 2のハンズオン実践で、5つのプロジェクトを通じて文字列処理スキルを定着させます。
プロジェクト1：文字列反転
使用スキル：StringBuilder、String.toCharArray()。
要件
文字列を反転するメソッドを作成します。
実装
JAVA
public class StringReverse {
// 方法1：StringBuilder
public static String reverse1(String str) {
if (str == null) return null;
return new StringBuilder(str).reverse().toString();
}
// 方法2：文字配列
public static String reverse2(String str) {
if (str == null) return null;
char[] chars = str.toCharArray();
int left = 0, right = chars.length - 1;
while (left < right) {
char temp = chars[left];
chars[left] = chars[right];
chars[right] = temp;
left++;
right--;
}
return new String(chars);
}
// 方法3：再帰
public static String reverse3(String str) {
if (str == null || str.length() <= 1) {
return str;
}
return reverse3(str.substring(1)) + str.charAt(0);
}
public static void main(String[] args) {
String s = "Hello, World!";
System.out.println("元の文字列: " + s);
System.out.println("反転1: " + reverse1(s));
System.out.println("反転2: " + reverse2(s));
System.out.println("反転3: " + reverse3(s));
}
}
出力：
TEXT
元の文字列: Hello, World!
反転1: !dlroW ,olleH
反転2: !dlroW ,olleH
反転3: !dlroW ,olleH
プロジェクト2：単語数カウント
使用スキル：String.split()、for-eachループ。
要件
文字列内の単語数を数えます。
実装
JAVA
public class WordCount {
public static int countWords(String str) {
if (str == null || str.trim().isEmpty()) {
return 0;
}
// 空白で分割、trimで先頭・末尾の空白を削除
String[] words = str.trim().split("\\s+");
return words.length;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(countWords("Hello World")); // 2
System.out.println(countWords(" Hello World ")); // 2
System.out.println(countWords("Java is awesome")); // 3
System.out.println(countWords("")); // 0
System.out.println(countWords(null)); // 0
}
}
プロジェクト3：回文検出
使用スキル：StringBuilder、二重ポインタ。
要件
文字列が回文かどうかを判定します（前から読んでも後ろから読んでも同じ）。
実装
JAVA
public class Palindrome {
// 方法1：StringBuilderで反転
public static boolean isPalindrome1(String str) {
if (str == null) return false;
String reversed = new StringBuilder(str).reverse().toString();
return str.equals(reversed);
}
// 方法2：二重ポインタ
public static boolean isPalindrome2(String str) {
if (str == null) return false;
int left = 0, right = str.length() - 1;
while (left < right) {
if (str.charAt(left) != str.charAt(right)) {
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
// 大文字小文字と英数字以外を無視
public static boolean isPalindromeIgnore(String str) {
if (str == null) return false;
String cleaned = str.replaceAll("[^a-zA-Z0-9]", "").toLowerCase();
return isPalindrome2(cleaned);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(isPalindrome1("racecar")); // true
System.out.println(isPalindrome1("hello")); // false
System.out.println(isPalindromeIgnore("A man, a plan, a canal: Panama")); // true
}
}
プロジェクト4：日付計算
使用スキル：LocalDate、ChronoUnit、Period。
要件
2つの日付間の日数、年月日差を計算します。
実装
JAVA
import java.time.LocalDate;
import java.time.Period;
import java.time.temporal.ChronoUnit;
public class DateCalculator {
// 日数を計算
public static long daysBetween(LocalDate start, LocalDate end) {
return ChronoUnit.DAYS.between(start, end);
}
// 年月日差を計算
public static Period periodBetween(LocalDate start, LocalDate end) {
return Period.between(start, end);
}
// うるう年を判定
public static boolean isLeapYear(int year) {
return LocalDate.of(year, 1, 1).isLeapYear();
}
// 月の日数を取得
public static int daysInMonth(int year, int month) {
return LocalDate.of(year, month, 1).lengthOfMonth();
}
public static void main(String[] args) {
LocalDate start = LocalDate.of(2026, 1, 1);
LocalDate end = LocalDate.of(2026, 12, 31);
System.out.println("日数: " + daysBetween(start, end)); // 364
Period period = periodBetween(start, end);
System.out.println("期間: " + period); // P11M30D
System.out.println("2026年はうるう年: " + isLeapYear(2026)); // false
System.out.println("2024年はうるう年: " + isLeapYear(2024)); // true
System.out.println("2026年2月の日数: " + daysInMonth(2026, 2)); // 28
}
}
プロジェクト5：文字列暗号化
使用スキル：charAt()、StringBuilder、ASCII算術。
要件
簡単なシーザー暗号を実装します（各文字を3つずらす）。
実装
JAVA
public class CaesarCipher {
public static String encrypt(String text, int shift) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (char c : text.toCharArray()) {
if (Character.isLetter(c)) {
char base = Character.isUpperCase(c) ? 'A' : 'a';
// 暗号化: (文字 - 基準 + シフト) % 26 + 基準
char encrypted = (char) ((c - base + shift) % 26 + base);
result.append(encrypted);
} else {
result.append(c);
}
}
return result.toString();
}
public static String decrypt(String text, int shift) {
return encrypt(text, 26 - shift);
}
public static void main(String[] args) {
String original = "Hello, World!";
int shift = 3;
String encrypted = encrypt(original, shift);
String decrypted = decrypt(encrypted, shift);
System.out.println("元のテキスト: " + original);
System.out.println("暗号化: " + encrypted); // Khoor, Zruog!
System.out.println("復号化: " + decrypted); // Hello, World!
}
}
追加演習
演習1：文字頻度
JAVA
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class CharFrequency {
public static Map<Character, Integer> frequency(String str) {
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
for (char c : str.toCharArray()) {
map.put(c, map.getOrDefault(c, 0) + 1);
}
return map;
}
public static void main(String[] args) {
String s = "hello world";
Map<Character, Integer> freq = frequency(s);
for (Map.Entry<Character, Integer> entry : freq.entrySet()) {
System.out.println("'" + entry.getKey() + "' : " + entry.getValue());
}
}
}
演習2：キャメルケース変換
JAVA
public class CamelCase {
// アンダースコアからキャメルケースへ
public static String toCamelCase(String str) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
boolean capitalizeNext = false;
for (char c : str.toCharArray()) {
if (c == '_') {
capitalizeNext = true;
} else {
if (capitalizeNext) {
result.append(Character.toUpperCase(c));
capitalizeNext = false;
} else {
result.append(c);
}
}
}
return result.toString();
}
// キャメルケースからアンダースコアへ
public static String toSnakeCase(String str) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (char c : str.toCharArray()) {
if (Character.isUpperCase(c)) {
result.append('_');
result.append(Character.toLowerCase(c));
} else {
result.append(c);
}
}
return result.toString();
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(toCamelCase("hello_world")); // helloWorld
System.out.println(toSnakeCase("helloWorld")); // hello_world
}
}
❓ よくある質問
Q 文字列操作が遅い場合はどうすればいいですか？
A 一括連結にはStringBuilderを使用し、頻繁な検索には正規表現を使用してください。
Q nullと空の文字列をどう処理すればいいですか？
A メソッドの先頭でnullと空をチェックし、合理的なデフォルト値を返すか、例外をスローしてください。
Q 正規表現をどう学べばいいですか？
A 基本（. * + ? [] ()）から始めて、徐々に高度な使い方を学んでください。
📖 まとめ
- 文字列反転：StringBuilder.reverse()または二重ポインタ
- 単語数カウント：split("\s+")で分割してカウント
- 回文判定：反転比較または二重ポインタ
- 日付計算：LocalDate + ChronoUnit/Period
- シーザー暗号：ASCII算術
📝 演習
- 文字列圧縮: "aaabbbcc"を"a3b3c2"に圧縮
- メール検証: 文字列が有効なメール形式かどうかを判定
- 日付ユーティリティクラス: 年齢計算、日数差、フォーマットなどのメソッドを持つDateUtilsクラスを作成
次のレッスン
次のレッスンでは、Phase 3に移り、クラスとオブジェクトを学びます — オブジェクト指向プログラミングの世界に入ります。