Java Silver Javaの基本データ型と文字列の操作 問題

正解は「int n = 0b1⁠1⁠1⁠1_0⁠0⁠0⁠0;」です。0b で始まる数は 2 進数のリテラルで、0b1⁠1⁠1⁠1_0⁠0⁠0⁠0 は 1⁠0 進数の 2⁠4⁠0 です。数字と数字の間のアンダースコアは読みやすくするための区切りで、値には影響しません。2⁠4⁠0 は int の範囲に収まるのでコンパイルできます。long n = 3⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0; は、末尾に L が無いので 3⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0 は int のリテラルとして扱われます。int の最大値 2⁠1⁠4⁠7⁠4⁠8⁠3⁠6⁠4⁠7 を超えるので、代入先が long でもコンパイルエラーになります。3⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0⁠0L と書けば通ります。byte n = 0x8⁠0; の 0x8⁠0 は 1⁠6 進数で 1⁠2⁠8 です。byte の範囲は -1⁠2⁠8 から 1⁠2⁠7 なので収まらず、エラーになります。short n = 4⁠0_0⁠0⁠0; も、short の範囲 -3⁠2⁠7⁠6⁠8 から 3⁠2⁠7⁠6⁠7 を超えるのでエラーになります。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠3.html#jls-⁠3.1⁠0.1

public class Main {
    static int total;

    public static void main(String[] args) {
        int count;
        if (args.length > 0) {
            count = args.length;
        } else {
            count = -1;
        }
        int unused;                          // (A)
        System.out.println(total + count);   // (B)
    }
}

正解は「-1 と出力される」です。ローカル変数は、値を読む前に必ず代入されていなければなりません。コンパイラはこれを、どの道筋を通っても代入済みかどうかで調べます。count は if の側でも else の側でも代入されているので、if 文のあとでは必ず値が入っていて、(B) で読んでも問題ありません。static なフィールドの total は、初期化を書かなくても既定値 0 が入ります。引数なしなので args.length は 0 で else に進み、count は -1、出力は 0 + -1 で -1 です。(A) の unused は初期化していませんが、一度も読んでいないのでエラーになりません。エラーになるのは、代入前に値を読んだときです。(B) でエラーになるという選択肢は、else でも代入していることを見落とした誤りです。0 と出力されるという選択肢は、count が使われずに total だけが出ると考えた誤りです。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠6.html

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 1;
        {
            int m = n + 1;
            System.out.print(m);
        }
        int m = 10;                    // (A)
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            int n = i;                 // (B)
            System.out.print(n + m);
        }
    }
}

正解は「(B) の行でコンパイルエラーになる」です。ローカル変数の有効範囲 (スコープ) は、宣言した場所から、それを囲むブロックの終わりまでです。そして、ある名前のローカル変数のスコープの中で、同じ名前のローカル変数をもう一度宣言するとコンパイルエラーになります。n は main の先頭で宣言されているので、for 文の中もまだ n のスコープです。そこで int n = i; と宣言している (B) の行がエラーになります。(A) の int m = 1⁠0; は問題ありません。最初の m は波かっこのブロックの中で宣言され、ブロックが閉じた時点でスコープが終わっているので、同じ名前をもう一度使えます。2⁠1⁠0⁠1⁠1 と 1⁠0⁠1⁠1 は、(B) が許されると考えた場合の出力です。内側のブロックで外の変数と同じ名前を付けて隠せるのはフィールドとの関係で、ローカル変数どうしではできません。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠6.html#jls-⁠6.4

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        var var = 3;                  // (A)
        var total = var * 2L;         // (B)
        var a = total, b = 1;         // (C)
        System.out.println(a + b);
    }
}

正解は「(C) の行でコンパイルエラーになる」です。var を使う宣言では、1 つの文で宣言できる変数は 1 つだけです。int a = 1, b = 2; のようにコンマで並べる書き方は、var では許されません。変数ごとに型を推論するので、まとめた宣言の型が決められないためです。そのため (C) の行で、var は複数の宣言では使えないというコンパイルエラーになります。(A) の var var = 3; は正しい文です。var はどこでも使えない予約語ではなく、ローカル変数の型の位置でだけ特別な意味を持つ語なので、変数の名前には使えます。(B) の var total = var * 2L; は、int の 3 と long の 2L を掛けるので結果は long になり、total の型は long と推論されます。7 と出力されるという選択肢は、(C) が許されると考えた場合の結果 (6 + 1) です。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠4.html#jls-⁠1⁠4.4

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "  ";
        String b = "";
        System.out.println(a.isEmpty() + " " + a.isBlank() + " " + b.isBlank() + " " + "ab".repeat(2).length());
    }
}

正解は「false true true 4」です。isEmpty は文字数が 0 のときだけ true を返します。a は空白 2 文字なので長さは 2 で、a.isEmpty() は false です。isBlank は、空の文字列か、空白の文字だけでできた文字列のとき true を返します (Java 1⁠1 で追加)。a は空白だけなので true、b は空なので true です。repeat は文字列を指定した回数くり返した新しい文字列を返すので、"ab".repeat(2) は abab で、長さは 4 です。true true true 4 は、空白だけの文字列でも isEmpty が true になると考えた誤りです。false true false 4 は、空の文字列は isBlank では false になると考えた誤りです。false true true 3 は、repeat(2) が元の文字列に 2 回足すと考えた誤りで、2 は全体の回数です。出典 https://docs.oracle.com/en/java/javase/1⁠7/docs/api/java.base/java/lang/String.html#isBlank()

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "yumesaku";
        int i = s.indexOf('u', 2);
        System.out.print(i + " ");
        System.out.print(s.charAt(s.length()));
    }
}

正解は「7 と出力したあと StringIndexOutOfBoundsException が発生する」です。indexOf('u', 2) は、添字 2 の位置から後ろに向かって u を探し、見つかった添字を返します。yumesaku の添字は y が 0、u が 1、m が 2 で、2 より後ろの u は末尾の 7 にあるので、i は 7 です。まず 7 と空白が出力されます。次の charAt に渡せる添字は 0 から length() - 1 までです。length() は 8 なので charAt(8) は範囲外で、API の説明どおり IndexOutOfBoundsException の仲間である StringIndexOutOfBoundsException が投げられます。7 u と出力されるという選択肢は、範囲外を読むと最後の文字が返ると考えた誤りです。1 で始まる選択肢は、探し始める位置の 2 を無視して先頭から探したときの値です。ArrayIndexOutOfBoundsException は配列の添字が範囲外のときの例外で、String の charAt では出ません。出典 https://docs.oracle.com/en/java/javase/1⁠7/docs/api/java.base/java/lang/String.html#charAt(int)

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "x";
        s += 1 + 2;
        s = s + 1 + 2;
        System.out.println(s);
    }
}

正解は「x3⁠1⁠2」です。s += 1 + 2; は複合代入で、s = s + (1 + 2) と同じ意味になります。右辺の 1 + 2 が先にまとめて計算されるので、int の 3 が s の後ろに連結され、s は x3 になります。次の s = s + 1 + 2; では、+ が左から順に評価されます。最初の s + 1 は片方が String なので文字列の連結になり x3⁠1、続く x3⁠1 + 2 も連結で x3⁠1⁠2 です。x1⁠2⁠1⁠2 は、1 行目も左から文字列として連結されると考えた誤りです。複合代入では右辺全体が先に計算されます。x3⁠3 は、2 行目の 1 + 2 が先に足し算されると考えた誤りです。括弧が無ければ左から順なので、文字列の後ろの数はそれぞれ文字列として連結されます。x3 は、2 行目の結果を s に代入していないと考えた誤りです。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠5.html#jls-⁠1⁠5.2⁠6.2

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String t = """
            ab
              c\
            d
            """;
        System.out.print(t.length() + "[" + t.replace(" ", "_").replace("\n", "|") + "]");
    }
}

正解は「8[ab|__cd|]」です。テキスト・ブロックの中身は、開始の三連のダブルクォートの直後の改行の次から始まるので、先頭の改行は文字列に入りません。次に、付随する空白 (全行に共通する字下げ) が取り除かれます。閉じる三連のダブルクォートの行も数に入り、どの行も少なくとも 1⁠2 文字下がっているので、各行の先頭の 1⁠2 文字が消えます。c の行だけは 2 文字多く下がっているので、空白 2 つが残ります。最後にエスケープが処理され、行末の \ は改行を打ち消してその行と次の行をつなぎます。そのため中身は ab、改行、空白 2 つと cd、改行で、長さは 8 です。閉じる三連のダブルクォートが次の行にあるので、最後の改行も入ります。7 で始まる選択肢は最後の改行を数えていません。9[|ab|__cd|] は先頭の改行が入ると考えた誤り、9[ab|__c|d|] は \ による行の連結を見落とした誤りです。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠3.html#jls-⁠3.1⁠0.6

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a, b[];
        int c[], d;
        a = new int[2];
        b = new int[2][];          // (A)
        d = 5;                     // (B)
        c = a;
        System.out.println(a.length + b.length + d + c.length);
    }
}

正解は「1⁠1 と出力される」です。配列の [] は、型の後ろにも変数名の後ろにも書けます。型の後ろに書いた [] は同じ宣言のすべての変数にかかり、変数名の後ろの [] はその変数だけにかかります。int[] a, b[]; では a が int[]、b が int[] にさらに [] が付いた int[][] です。int c[], d; では c が int[]、d はただの int です。そのため (A) で b に二次元配列を入れるのも、(B) で d に 5 を入れるのも正しく、コンパイルできます。a.length は 2、b.length は 2、d は 5、c は a と同じ配列なので c.length は 2 で、すべて int の足し算になり 1⁠1 と出力されます。(A) を誤りとするのは b も int[] だと考えた場合、(B) を誤りとするのは d も配列だと考えた場合です。2⁠2⁠5⁠2 は文字列の連結と考えた誤りです。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠0.html#jls-⁠1⁠0.2

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fixed = List.of("a", "b");
        List<String> copy = new ArrayList<>(fixed);
        copy.add("c");
        System.out.print(copy.size());
        fixed.add("c");   // (A)
    }
}

正解は「3 と出力したあと UnsupportedOperationException が発生する」です。List.of で作ったリストは変更できないリストで、add、remove、set などの変更のメソッドを呼ぶと、必ず UnsupportedOperationException が投げられます。ただし new ArrayList<>(fixed) は、fixed の要素を写した別の ArrayList を作ります。こちらは普通の可変のリストなので、copy.add("c") は成功し、copy.size() は 3 で、3 が出力されます。そのあと fixed.add("c") で例外が投げられます。2 と出力するという選択肢は、copy が fixed と同じリストを指すと考えた誤りです。コンストラクタに渡すと要素が写され、別のリストになります。3 と出力して正常に終わるという選択肢は、List.of のリストにも追加できると考えた誤りです。(A) の行でコンパイルエラーになるという選択肢も誤りで、型は List なので add の呼び出しはコンパイルでき、変更できないことは実行時に分かります。出典 https://docs.oracle.com/en/java/javase/1⁠7/docs/api/java.base/java/util/List.html#unmodifiable

public class Main {
    static int sum(int[] a) {
        int s = 0;
        for (int x : a) {
            s += x;
        }
        return s;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] x = {1, 2, 3,};                      // (A)
        System.out.print(sum(x));
        System.out.print(sum(new int[]{4, 5}));   // (B)
    }
}

正解は「6⁠9 と出力される」です。配列の初期化子 {1, 2, 3,} の最後の要素の後ろのコンマは、言語仕様で許されていて無視されます。そのため (A) はコンパイルでき、x は 1、2、3 の 3 要素の配列です。(B) の new int[]{4, 5} は匿名配列と呼ばれる書き方で、変数に入れずにその場で配列を作り、メソッドの引数として渡せます。sum(x) は 6、sum(new int[]{4, 5}) は 9 で、print は改行しないので続けて 6⁠9 と出力されます。(A) を誤りとするのは、末尾のコンマが許されないと考えた場合です。(B) を誤りとするのは、初期化子付きの配列は宣言の中でしか作れないと考えた場合です。宣言の外で {4, 5} だけを書くとエラーですが、new int[] を付ければどこでも使えます。1⁠5 は 2 つの合計を足したもので、print が別々に出力することを見落としています。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠0.html#jls-⁠1⁠0.6

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[3];
        for (int i = 0; i <= a.length; i++) {
            a[i] = i * 2;
            System.out.print(a[i]);
        }
    }
}

正解は「0⁠2⁠4 と出力したあと ArrayIndexOutOfBoundsException が発生する」です。new int[3] で作った配列は要素が 3 つで、使える添字は 0、1、2 です。要素には int の既定値 0 が入っています。a.length は 3 です。for 文の条件が i <= a.length なので、i は 0、1、2、3 と進みます。i が 0 から 2 の間は a[i] に 0、2、4 を入れて出力し、0⁠2⁠4 と表示されます。i が 3 になると a[3] への代入で添字が範囲外になり、ArrayIndexOutOfBoundsException が投げられて止まります。それまでの出力は残ります。0⁠2⁠4 と出力されるという選択肢は、範囲外の添字が無視されると考えた誤りです。0⁠2⁠4⁠6 は、length が最後の添字を表すと考えた誤りです。何も出力されないという選択肢は、範囲外になるかどうかを実行の前に調べると考えた誤りで、配列の添字は使う時点で調べられます。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠0.html#jls-⁠1⁠0.4

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] g = {{1, 2, 3}, {4}, {}};
        int total = 0;
        for (int[] row : g) {
            total += row.length;
        }
        System.out.println(g.length + " " + total + " " + g[1][0]);
    }
}

正解は「3 4 4」です。Java の二次元配列は、配列を要素に持つ配列です。そのため行ごとに長さが違ってもかまいません (ジャグ配列)。g は {1, 2, 3}、{4}、{} の 3 つの配列を要素に持つので、g.length は 3 です。拡張 for 文で各行の length を足すと 3 + 1 + 0 で、total は 4 です。g[1] は {4} なので g[1][0] は 4 で、出力は 3 4 4 です。3 9 4 は、total が要素の値の合計 (1 から 4 の和) になると考えた誤りで、ここで足しているのは長さです。9 4 4 は、g.length が全体の要素数になると考えた誤りです。g.length は外側の配列の長さ、つまり行の数です。例外が発生するという選択肢は、空の行 {} があると止まると考えた誤りです。長さ 0 の配列も正しい配列で、length は 0 になります。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠1⁠0.html#jls-⁠1⁠0.6

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("c");
        list.add(1, "b");
        String old = list.set(2, "d");
        list.remove("a");
        System.out.println(old + list + list.size());
    }
}

正解は「c[b, d]2」です。add(1, "b") は添字 1 の位置に要素を差し込み、もとの要素を後ろにずらします。[a, c] は [a, b, c] になります。set(2, "d") は添字 2 の要素を置き換え、置き換える前の要素を戻り値で返します。リストは [a, b, d] になり、old は c です。remove("a") は引数が String なので remove(Object) が呼ばれ、最初に見つかった a が消えて [b, d] になります。size() は 2 です。出力は old と list と size を順に連結した c[b, d]2 です。d[b, d]2 は、set が新しい要素を返すと考えた誤りです。c[a, b, d]3 は、remove("a") が何もしないと考えた誤りです。c[b, c]2 は、add(1, "b") が要素を置き換えると考え、set の位置がずれていないとした誤りです。出典 https://docs.oracle.com/en/java/javase/1⁠7/docs/api/java.base/java/util/ArrayList.html

正解は「List<Number> a = new ArrayList<Integer>();」です。Integer は Number のサブクラスですが、ArrayList<Integer> は List<Number> のサブタイプではありません。型引数を持つ型どうしでは、型引数がちょうど同じでなければ代入できません。もし代入できると、a.add(1.5) で Integer のリストに Double が入ってしまうからです。var b = new ArrayList<>(); は、ダイヤモンド <> から推論する手がかりが無いので、型引数は Object になり、ArrayList<Object> としてコンパイルできます。List<Integer> c = new ArrayList<>(List.of(1)); は、左辺の型からダイヤモンドの中身が Integer と推論されます。Collection<String> d = new ArrayList<>(); も、ArrayList<String> は Collection<String> のサブタイプなので代入できます。型引数が同じなら、インタフェースの型の変数に入れられます。出典 https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se1⁠7/html/jls-⁠4.html#jls-⁠4.1⁠0.2

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3, 4));
        for (Integer n : nums) {
            if (n == 2) {
                nums.remove(n);   // (A)
            }
        }
        System.out.println(nums);
    }
}

正解は「実行時に ConcurrentModificationException が発生する」です。拡張 for 文でリストを回すと、裏ではイテレータが使われます。ArrayList のイテレータはフェイル・ファストで、作られたあとにイテレータ自身の remove 以外でリストの構造が変わると、次の要素を取り出す時点で ConcurrentModificationException を投げます。n が 2 のとき nums.remove(n) で要素が消え、ループが次の要素を取りにいったところで例外が発生し、println には届きません。[1, 3, 4] は、回しながら消しても安全だと考えた誤りです。回しながら消すには、イテレータの remove か removeIf を使います。[1, 2, 4] は、remove(n) が添字 2 の要素を消すと考えた誤りです。n は Integer なので remove(Object) が選ばれ、値 2 を探して消します。(A) の行でコンパイルエラーになるという選択肢も誤りで、このコードは文法と型の上では正しく、問題は実行時に分かります。出典 https://docs.oracle.com/en/java/javase/1⁠7/docs/api/java.base/java/util/ArrayList.html#fail-⁠fast