物体と手法の使用

学習目標 1.1.A： 日常に見られるパターンやアルゴリズムを、言語表現または図表を用いて表現せよ。

• 1.1.A.1 アルゴリズム は、タスクの実行や問題解決の際に行うべき手順を段階的に定義する。これらのアルゴリズムは、言語表現または図表で表すことができる。
• 1.1.A.2 シーケンシング は、プロセス中のステップが完了される順序を定義する。プロセス中のステップは、1つずつ順に完了される。

学習目標 1.1.B： コードのコンパイルおよび実行プロセスを説明せよ。

• 1.1.B.1 コードはどのようなテキストエディタでも書けるが、統合開発環境 (IDE) がよく用いられるのは、プログラマがコードを書き、コンパイルし、実行するためのツールを提供するからである。
• 1.1.B.2 コンパイラ は、コードに何らかのエラーが含まれているかチェックする。コンパイラによって検出可能なエラーは、プログラムを実行する前に修正されなければならない。

学習目標 1.1.C： プログラミングエラーの種類を識別せよ。

• 1.1.C.1 構文エラー は、プログラミング言語のルールに従っていないため、プログラム中に生じるミスである。これらのエラーはコンパイラによって検出される。
• 1.1.C.2 論理エラー は、アルゴリズムまたはプログラムに含まれるミスであり、予期しない、あるいは誤った振る舞いを引き起こす。これらのエラーは、特定のデータでプログラムをテストして、期待される結果が得られるかどうかを確認することで検出される。
• 1.1.C.3 ランタイムエラー は、プログラムの実行中に生じるプログラムのミスである。ランタイムエラーは通常、プログラムが異常に終了することを引き起こす。
• 1.1.C.4 例外 は、コンパイラによって検出されない予期せぬエラーの結果として生じるランタイムエラーの一種である。これはプログラムの通常の実行フローを中断する。

学習目標 1.2.A: 特定の仕様に対して最も適切なデータタイプのカテゴリーを特定する。

• 1.2.A.1 データタイプとは、一連の値とそれらに対する対応する操作のセットのことです。データタイプは、プリミティブまたは参照のいずれかに分類されます。
• 1.2.A.2 このコースで使用されるプリミティブデータタイプは、数値およびブール値に対する一連の値と対応する操作を定義しています。
• 1.2.A.3 参照タイプは、プリミティブタイプではないオブジェクトを定義するために使用されます。

学習目標 1.2.B: 数値およびブール値を格納するための変数を宣言するコードを作成する。

• 1.2.B.1 このコースで使用される3つのプリミティブデータタイプは int, double, boolean です。 int 値は整数です。 double 値は実数です。 boolean 値は true または false のどちらかです。
  • 除外事項: 他の5つのプリミティブデータタイプ (long, short, byte, float, char) は、APコンピュータサイエンスAコースおよび試験の範囲外です。
• 1.2.B.2 変数とは、値を保持する格納場所であり、プログラム実行中に値が変更できる可能性があります。すべての変数は名前と関連付けられたデータタイプを持っています。プリミティブタイプの変数は、そのタイプからのプリミティブ値を保持します。

学習目標 1.4.A: 式を含む代入文のためのコードを作成し、これらの文によって変数に格納される値を決定する。

• 1.4.A.1 変数は式内で使用される前に必ず値を割り当てられる必要があります。その値は互換のあるデータ型である必要があります。変数は最初に値が割り当てられたときに初期化されます。参照型には、新しいオブジェクトまたはオブジェクトがない場合は null を割り当てることができます。リテラル null は、参照がどのオブジェクトとも関連していないことを示すために使用される特別な値です。
• 1.4.A.2 代入演算子 = を使用すると、プログラムが変数に格納されている値を初期化または変更できます。右側の式の値が左側の変数に格納されます。
  • 除外事項: 式内での代入演算子（例：a = b = 4; や a[i += 5]）の使用は、APコンピュータサイエンスAコースおよび試験の範囲外です。
• 1.4.A.3 実行中、式は単一の値を生成するために評価されます。式の値は、式の評価に基づいたタイプを持ちます。

学習目標 1.4.B: 入力を読み取るためのコードを作成する。

• 1.4.B.1 入力は触覚的、音声、視覚的、またはテキストなど、さまざまな形式で提供されることがあります。Scanner クラスはキーボードからのテキスト入力を取得する方法の一つです。
  • 除外事項: ユーザーからの特定の形式の入力は、APコンピュータサイエンスAコースおよび試験の範囲外です。

学習目標 1.5.A: 算術式内でプリミティブ値を異なるプリミティブ型にキャストするためのコードを作成し、結果として生成される値を決定する。

• 1.5.A.1 キャスト演算子 (int) と (double) を使用して、double の値を int の値に変換したり（逆も可能）、変換したりできます。
• 1.5.A.2 double の値を int の値にキャストすると、小数点以下の桁が切り捨てられます。
• 1.5.A.3 一部のコードでは、int の値が自動的にdouble の値に拡張（ワイドニング）されます。
• 1.5.A.4 double 型の値は、非負の数字に対して (int)(x + 0.5) で、負の数字に対して (int)(x - 0.5) で四捨五入され、最も近い整数になります。

学習目標 1.5.B: 整数式が範囲外の値に評価される条件を説明する。

• 1.5.B.1 定数 Integer.MAX_VALUE は、可能な最大の int の値を表します。定数 Integer.MIN_VALUE は、可能な最小の int の値を表します。
• 1.5.B.2 Javaにおける整数値は、类型为 int の値として表現され、有限の量（4バイト）のメモリに格納されます。したがって、int の値は Integer.MIN_VALUE から Integer.MAX_VALUE までの範囲内（境界値含む）である必要があります。
• 1.5.B.3 式が許容範囲外の int の値に評価されようとすると、整数オーバーフローが発生します。結果は許容範囲内の int の値となりますが、必ずしも期待される値とは限りません。

学習目標 1.5.C: 式の精度を制限する条件を説明する。

• 1.5.C.1 コンピュータはデータ型に基づき、データを格納するために指定された量のメモリを割り当てます。式が割り当てられたメモリの量に格納できる精度よりも高い double に評価されようとすると、丸め誤差が発生します。結果は表現可能な値に丸められます。自然に生じる丸め誤差を避けるため、int の値を使用してください。
  • 除外事項: 丸め誤差を避けるために使用できる他の特別な小数型データは、APコンピュータサイエンスAコースおよび試験の範囲外です。

学習目標 1.6.A: 複合代入演算子を含む代入文のためのコードを作成し、結果として変数に格納される値を決定する。

• 1.6.A.1 複合代入演算子 +=、-=、*=、/=、%= は、数値式における代入演算子の代わりに使用できます。複合代入演算子は、左側の値と右側の値の間で指定された算術演算を実行し、その結果を左側の変数に割り当てます。
• 1.6.A.2 後置増分演算子 ++ と後置減分演算子 -- は、数値変数に格納されている値に 1 を加えたり、1 を引いたりするために使用されます。新しい値が変数に割り当てられます。
  • 除外事項: AP Computer Science A のコースおよび試験の範囲外である: 先置形式（例：++x）でのインクリメント・デクリメント演算子の使用。他の式内（例：arr[x++]）でのインクリメント・デクリメント演算子の使用。

学習目標 1.7.A: API に含まれるライブラリ内のクラスに見られる属性と振る舞いを特定する。

• 1.7.A.1 ライブラリ はクラスの集合体である。アプリケーション・プログラミング・インターフェース (API) の仕様書は、プログラマーがこれらのクラス如何使用するかを指示する。API 仕様書やライブラリに含まれるドキュメントは、API で定義されたクラスの属性や振る舞いを理解するために不可欠である。クラス は特定の参照型を定義する。API やライブラリ内のクラスはパッケージにグループ化される。既存のクラスやクラス・ライブラリを用いてオブジェクトを作成できる。
• 1.7.A.2 属性 はクラスに関連するデータを指し、変数に格納される。振る舞い はクラスのインスタンスができること（またはそれらに対して行われること）を指し、メソッドによって定義される。

学習目標 1.8.A: コメントを通じてコードの機能と使い方を説明する。

• 1.8.A.1 コメント は、元のプログラマーや他のプログラマーがコードおよびその機能を理解するために記述されるが、コンパイラには無視され、プログラム実行時には実行されない。Javaにおける3種類のコメントとして、/* */（ブロックコメントを生成）、//（1行分のコメントを生成）、および /** */（Javadocコメントであり、API ドキュメント作成に使用される）がある。
• 1.8.A.2 前置条件 とは、メソッドが期待通り動作するために、メソッド実行直前に真でなければならない条件のことである。メソッドが前置条件が満たされているかを検証するという期待はない。
• 1.8.A.3 後条件 (postcondition) とは、メソッドの実行後に常に真でなければならない条件のことである。後条件は、返される値やオブジェクトの属性の現在の値という観点から、実行の結果を説明する。

学習目標 1.9.A: ドキュメンテーションとメソッド・シグネチャに基づき、適切なメソッドを特定する。

• 1.9.A.1 メソッド は、呼び出されたときにのみ実行される名付けられたコードのブロックである。コードのブロック は、波括弧で囲まれた任意のコードセクションを指す。手続的抽象 は、メソッドがどのように書かれているかは知らなくても、メソッドが何をするかを知っているだけで、プログラマーがメソッドを使用できるようにする。
• 1.9.A.2 パラメータ とは、メソッドまたはコンストラクタのヘッダーで宣言された変数であり、メソッド本体内で使用できる。これにより、値や引数をメソッドまたはコンストラクタへ渡して使用できる。パラメータを持つメソッドのメソッド・シグネチャ は、メソッド名とパラメータ型の順序付きリストからなる。パラメータを持たないメソッドのメソッド・シグネチャは、メソッド名と空のパラメータリストからなる。

学習目標 1.9.B: メソッドの呼び出し方法を説明する。

• 1.9.B.1 void メソッド は戻り値を持たないため、式の一部として呼び出されることはない。
• 1.9.B.2 非void メソッド は、ヘッダーの戻り型と同じタイプの値を返す。非void メソッドを呼び出す際に戻り値を使用するには、変数に格納するか、式の一部として使用する必要がある。
• 1.9.B.3 引数 とは、メソッドが呼び出されたときにメソッドへ渡される値である。メソッドへ渡される引数は、メソッド・シグネチャのパラメータリストで識別された型に対して、個数と順序が互換性でなければならない。メソッドを呼び出す際、引数は値渡しによって渡される。値渡し とは、引数のコピーでパラメータを初期化することである。
• 1.9.B.4 複数のメソッドが存在し、名前が同じだがシグネチャが異なる場合、それらのメソッドはオーバーロードされていると言われる。
• 1.9.B.5 メソッド・コール は文の順次実行を中断し、メソッド内の文を先に実行してから続きを処理させる。メソッド内の最終文が実行されたり、return 文が実行されたりすると、制御の流れはメソッドが呼び出された直後のポイントに戻される。

学習目標 1.10.A: クラスメソッドを呼び出すコードを作成し、その呼び出しの結果を決定する。

• 1.10.A.1 クラスメソッド は、クラスのインスタンスではなく、クラス自体に関連付けられる。クラスメソッドのヘッダーには、メソッド名の前に static キーワードが含まれる。
• 1.10.A.2 クラスメソッドは通常、クラス名とドット演算子を用いて呼び出される。定義されているクラス内でメソッド呼び出しが行われる場合、呼び出しにおいてクラス名を使用することは任意である。

学習目標 1.12.A: クラスとオブジェクトの関係について説明する。

• 1.12.A.1 オブジェクト は、定義された属性を持つ特定のクラスのインスタンスである。クラス は、オブジェクトの属性および振る舞いの形式化された実装、または設計図である。
• 1.12.A.2 関連するクラスに共通する属性および振る舞いを一つの スーパークラス と呼ばれるクラスにまとめることで、クラス階層を構築できる。スーパークラスを拡張する サブクラス と呼ばれるクラスは、既存の属性および振る舞いに依存でき、これらの属性および振る舞いをコード上で置き換えることはできない。これにより、サブクラスからスーパークラスへの 継承関係 が生まれる。
  • 除外事項: 継承関係の設計および実装は AP Computer Science A コースおよび試験の対象外である。
• 1.12.A.3 Java のすべてのクラスは Object クラスのサブクラスである。

学習目標 1.12.B: 引用型を格納するための変数を宣言するコードを作成する。

• 1.12.B.1 引用型の変数は、オブジェクトへの参照を保持しており、これはそのオブジェクトのメモリアドレスと考えられる。

学習目標 1.13.A: サイグネチャを使用して、正しく呼び出されているコンストラクタを特定する。

• 1.13.A.1 クラスには、オブジェクトを作成するために呼び出される コンストラクタ が含まれる。それらはクラスと同じ名前を持つ。
• 1.13.A.2 コンストラクタのサイグネチャ は、コンストラクタの名前（クラス名と同じ）とパラメータタイプの順序付きリストで構成される。ヘッダーにおけるパラメータリストは、渡される値のタイプおよびその変数名を列挙している。
• 1.13.A.3 サイグネチャが異なる複数のコンストラクタが存在する場合、それらのコンストラクタはオーバーロードされていると言われる。

学習目標 1.13.B: オブジェクトへの参照を保持する正しい型の変数を宣言するコードを作成する。

• 1.13.B.1 引用型の変数は、オブジェクトへの参照を保持するか、またはオブジェクトがない場合は null を保持する。

学習目標 1.13.C: コンストラクタを呼び出してオブジェクトを作成するコードを作成する。

• 1.13.C.1 オブジェクトは通常、 new キーワードの後に、そのクラスの一つのコンストラクタへの呼び出しが続く形で作成される。
• 1.13.C.2 パラメータは、コンストラクタが値を受け取り、オブジェクトの属性の初期値を設定することを可能にする。
• 1.13.C.3 コンストラクタの引数 は、コンストラクタが呼び出された際にコンストラクタへ渡される値である。コンストラクタに渡される引数は、コンストラクタのサイグネチャにおけるパラメータリストで特定されたタイプに対して、順番と数が互いに互換性がある必要がある。コンストラクタを呼び出す際、引数は値による呼び出しによって渡される。値による呼び出しでは、引数のコピーを用いてパラメータが初期化される。
• 1.13.C.4 コンストラクタの呼び出しは文の直列的な実行を中断させ、プログラムがまずコンストラクタ内の文を実行してから继续する。コンストラクタの最後の文が実行されると、制御の流れはコンストラクタが呼び出された直後の地点に戻される。

学習目標 1.14.A: インスタンスメソッドを呼び出し、その呼び出しの結果を決定するコードを作成する。

• 1.14.A.1 インスタンスメソッド は、そのクラスのオブジェクト上で呼び出される。インスタンスメソッドを呼び出す際、ドット演算子とオブジェクト名が併用される。
• 1.14.A.2 null への参照に対するメソッド呼び出しは、 NullPointerException を結果として返す。