この記事の練習問題で使用する知識：
基礎文法と制御構造（ﾚｯｽﾝ1～2）、メソッドの定義と呼び出し、メソッドの戻り値、TreeMap
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JAVA練習問題4-☆2：アラビア数字をローマ数字に変換しよう
アラビア数字（1、2、3、…）をローマ数字（I、II、III、…）に変換するプログラムを作成しましょう。
このプログラムでは、ユーザーが入力したアラビア数字を対応するローマ数字に変換して出力します。
この問題の要件
以下の要件を満たすプログラムを作成してください。
ArabicToRomanConverterクラスを作成し、アラビア数字をローマ数字に変換するconvertメソッドを実装すること。- ユーザーからアラビア数字（1から3999の間）を入力として受け取ること。
- アラビア数字をローマ数字に変換するメソッド
convertToRoman(int number)を作成すること。 - ローマ数字は以下のように対応します:
- 1 -> I
- 4 -> IV
- 5 -> V
- 9 -> IX
- 10 -> X
- 40 -> XL
- 50 -> L
- 90 -> XC
- 100 -> C
- 400 -> CD
- 500 -> D
- 900 -> CM
- 1000 -> M
ただし、以下のような実行結果となること。
－－－－－ ↓出力される結果の例↓ －－－－－
アラビア数字を入力してください（1から3999の間）: 1987 ローマ数字: MCMLXXXVII
この問題を解くヒント
１からコードを組み立てることが難しい場合は、以下のヒントを開いて参考にしましょう。
正解のコードは上から順に以下のような構成となっています。
１：Scannerクラスをインポート
２：TreeMapクラスをインポート
３：ArabicToRomanクラスの定義
□ mainメソッドの定義
□ □ Scannerオブジェクトscannerの初期化
□ □ 「アラビア数字を入力してください（1から3999の間）」と出力
□ □ ユーザーの入力を整数として読み取り、変数numberに代入
□ □ convertToRomanメソッドを呼び出し、変数numberをローマ数字に変換して変数romanNumeralに代入
□ □ 「ローマ数字: 」と変数romanNumeralの内容を出力
□ convertToRomanメソッドの定義
□ □ TreeMapオブジェクトromanMapを降順で初期化
□ □ romanMapにアラビア数字とローマ数字の対応を登録
□ □ StringBuilderオブジェクトromanNumeralの初期化
□ □ for-eachループでromanMapの各キーを反復処理
□ □ □ whileループでnumberがkey以上の間、ローマ数字を追加し、numberをkey分減算
□ □ romanNumeralの文字列を返す
以下のコードをコピーし、コメントに従ってコードを完成させて下さい。
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeMap;
public class ArabicToRoman {
// メインメソッド
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// ユーザーにアラビア数字を入力させる
System.out.print("アラビア数字を入力してください（1から3999の間）: ");
int number = scanner.nextInt();
// 入力された数字をローマ数字に変換する
/*【穴埋め問題１】
ここでconvertToRomanメソッドを呼び出し、変数numberをローマ数字に変換して変数romanNumeralに代入するコードを書いてください。
*/
// 結果を出力する
System.out.println("ローマ数字: " + romanNumeral);
}
// アラビア数字をローマ数字に変換するメソッド
public static String convertToRoman(int number) {
// ローマ数字の対応を降順で設定するTreeMapを作成
/*【穴埋め問題２】
ここでTreeMapを作成し、対応するアラビア数字とローマ数字を登録するコードを書いてください。
*/
StringBuilder romanNumeral = new StringBuilder();
// ローマ数字の対応を繰り返し処理でチェックしながら変換する
/*【穴埋め問題３】
ここでfor-eachループを使って、ローマ数字の対応を繰り返し処理し、numberがkey以上の間は対応するローマ数字を追加するコードを書いてください。
*/
return romanNumeral.toString();
}
}
この問題の穴埋めコードは以上です。
このヒントを見てもまだ回答を導き出すのが難しいと感じる場合は、先に正解のコードと解説を見て内容を理解するようにしましょう。
解答例と解説
この問題の一つの正解例とそのコードの解説を以下に示します。
正解コードの例
例えば以下のようなプログラムが考えられます。
import java.util.Scanner;
import java.util.TreeMap;
public class ArabicToRoman {
// メインメソッド
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// ユーザーにアラビア数字を入力させる
System.out.print("アラビア数字を入力してください（1から3999の間）: ");
int number = scanner.nextInt();
// 入力された数字をローマ数字に変換する
String romanNumeral = convertToRoman(number);
// 結果を出力する
System.out.println("ローマ数字: " + romanNumeral);
}
// アラビア数字をローマ数字に変換するメソッド
public static String convertToRoman(int number) {
// ローマ数字の対応を降順で設定するTreeMapを作成
TreeMap<Integer, String> romanMap = new TreeMap<>(java.util.Collections.reverseOrder());
romanMap.put(1000, "M");
romanMap.put(900, "CM");
romanMap.put(500, "D");
romanMap.put(400, "CD");
romanMap.put(100, "C");
romanMap.put(90, "XC");
romanMap.put(50, "L");
romanMap.put(40, "XL");
romanMap.put(10, "X");
romanMap.put(9, "IX");
romanMap.put(5, "V");
romanMap.put(4, "IV");
romanMap.put(1, "I");
StringBuilder romanNumeral = new StringBuilder();
// ローマ数字の対応を繰り返し処理でチェックしながら変換する
for (int key : romanMap.keySet()) {
while (number >= key) {
romanNumeral.append(romanMap.get(key));
number -= key;
}
}
return romanNumeral.toString();
}
}
正解コードの解説
このコードはユーザーが入力したアラビア数字（1〜3999）をローマ数字に変換するJavaプログラムです。
それぞれのブロックで何をしているのかを順に解説します。
必要なライブラリのインポート
import java.util.Scanner; import java.util.TreeMap;
まずScannerとTreeMapクラスをインポートしています。
Scannerはユーザーからの入力を受け取るために使い、TreeMapはアラビア数字とローマ数字の対応を保存するために使います。
ArabicToRomanクラスの定義とメインメソッドの作成
public class ArabicToRoman {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
ここでクラスArabicToRomanが定義され、プログラムのエントリーポイントであるmainメソッドが始まります。
Scanner scanner = new Scanner(System.in);でユーザーからの入力を受け取るscannerオブジェクトを作成しています。
ユーザーからの入力
System.out.print("アラビア数字を入力してください（1から3999の間）: ");
int number = scanner.nextInt();
この部分ではSystem.out.printを使ってメッセージを表示し、scanner.nextInt()でユーザーが入力した数字を読み取ります。
入力された数字は変数numberに保存されます。
ローマ数字への変換と結果の表示
String romanNumeral = convertToRoman(number);
System.out.println("ローマ数字: " + romanNumeral);
ユーザーが入力した数字numberをconvertToRomanメソッドでローマ数字に変換し、その結果をromanNumeralに保存します。
最後に変換されたローマ数字を表示します。
convertToRomanメソッドの定義
public static String convertToRoman(int number) {
TreeMap<Integer, String> romanMap = new TreeMap<>(java.util.Collections.reverseOrder());
romanMap.put(1000, "M");
romanMap.put(900, "CM");
romanMap.put(500, "D");
romanMap.put(400, "CD");
romanMap.put(100, "C");
romanMap.put(90, "XC");
romanMap.put(50, "L");
romanMap.put(40, "XL");
romanMap.put(10, "X");
romanMap.put(9, "IX");
romanMap.put(5, "V");
romanMap.put(4, "IV");
romanMap.put(1, "I");
convertToRomanメソッドはアラビア数字をローマ数字に変換するためのメソッドです。
まずTreeMapオブジェクトromanMapを逆順（降順）に初期化し、キーにアラビア数字、値にローマ数字の対応を登録しています。
これにより数字の大きい順に変換を行えるようにしています。
数値の変換処理
StringBuilder romanNumeral = new StringBuilder();
for (int key : romanMap.keySet()) {
while (number >= key) {
romanNumeral.append(romanMap.get(key));
number -= key;
}
}
return romanNumeral.toString();
StringBuilderオブジェクトromanNumeralを使って、ローマ数字を生成します。
for-eachループでromanMapの各キー（アラビア数字）を順番に取り出し、whileループで入力値numberがそのキー以上であれば、その分のローマ数字を追加してnumberから引きます。
これを繰り返すことで入力値に対応するローマ数字が完成します。
まとめ
このプログラムではTreeMapとStringBuilderを活用して、アラビア数字を効率的にローマ数字に変換する方法を学びました。
各コードブロックの意味を理解することでJavaの基本的な文法やデータ構造についての理解が深まります。
プログラミングは小さなステップを積み重ねて学ぶものです。
今回の知識を基に、他の変換プログラムや計算プログラムにも挑戦してみましょう。
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この問題への質問・コメント
この問題を作成するにあたりAIを活用しています。
問題ないことは確認していますが、もし間違いや表現の違和感などありましたら、ご指摘頂けると大変助かります。
