Ohp Seijoen H20 07 Arraylist

データ解析の基礎
ArrayList とファイルの入力

2008年８月，データ解析の基礎，加藤，瀬々，金子． 1

転写因子reb1に結合する配列

配列

頻度

丸山&阿久津，2007


頻度行列計算プログラム再考
Test09i.java

public class Test09i {
public static void main( String[] args ){
String[] seqs;
double[][] freqmat;
seqs = new String[]{quot;GTATAAAAAGCGGquot;,quot;CTATAAAAGGCCCquot;,quot;GTATAAAGGGGCGquot;,
quot;GTATATAAGCGCGquot;,quot;CTATAAAGGGGCCquot;,quot;GTATAAAGGCGGGquot;};
freqmat = comp_freqmat( seqs );
pri_freqmat( freqmat );
}
}

これまではすべてデータはプログラムに書き込んできた

データが大量になったときプログラムを書き換えるのは大変

ファイルから入力するように修正しよう
そうすれば，プログラムを大きく書き換えなくても済む！

ファイルからの文字列の読み込みを考える
入力ファイル配列が何本入っているか分からない
GTATAAAAAGCGG たとえば，
CTATAAAAGGCCC
int k;
GTATAAAGGGGCG
String[] seqs; k=0; とりあえず
GTATATAAGCGCG
seqs = new String[10];
CTATAAAGGGGCC
while (ファイルの終わりに到達していない){
GTATAAAGGCGGG
seqs[k]に１行読み込む;
:
k++
:
}

とすると，11行目に達したら破綻する

これまで扱ってきた配列は，固定長

可変長の配列が必要なとき → コンテナ ArrayList<T> が便利


ArrayList<T> のメソッド
Test10a.java プロジェクト名: test10
new ArrayList<T>()
import java.util.*; オブジェクトを生成する
public class Test10a {
int i; .add(T x)
ArrayList<String> v; 要素xを追加する
v = new ArrayList<String>();
v.add( quot;zeroquot; ); .size()
v.add( quot;onequot; );
v.add( quot;twoquot; );
要素数を返す
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
System.out.println(quot;[quot;+i+quot;]=quot;+v.get(i)); .get( int i )
} 第i要素を返す
}
}

画面
[0]=zero
[1]=one
[2]=two

計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
ArrayList<String> v;
v.add( quot;zeroquot; );
v.add( quot;twoquot; ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
System.out.println(quot;[quot;+i+quot;]=quot;+v.get(i));
}
}
}

画面


計算過程
スタック
import java.util.*;
public static void main( String[] args ){ i v
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;

“onequot;


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;

“onequot;

“twoquot;
実際にはArrayList<T>は内部には配列を持っており，初期状態で長さ10の
配列を持っている．よって，このように要素を入れるごとに配列を伸ばすよ
2008年８月，データ解析の基礎，加藤，瀬々，金子．うなことはしない． 11

計算過程
スタック
import java.util.*;
public static void main( String[] args ){ i=0 v
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;

“onequot;

“twoquot;


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;

“onequot;

“twoquot;


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;
[0]=zero
“onequot;

“twoquot;


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面
quot;zeroquot;
[0]=zero
[1]=one “onequot;

“twoquot;


ArrayList<T>の制限

ArrayList<T> のTは参照型のみ
基本データ型(intやdouble)はダメ

ArrayList<String> はOK
ArrayList<int> はダメ
ArrayList<double> はダメ

Tに基本データ型を使う手段は？
→ ラッパークラスを使おう


基本データ型のラッパークラス
基本データ型参照型
int Integer
double Double 基本データ型の
char Character ラッパークラス
boolean Boolean
スタック
なし String
Test10b.java
public class Test10b {
Integer a;
int b; ヒープ
a = 5;
b = a;
}
}
基本データ型はプリミティブ型とも呼ばれる


int Integer
boolean Boolean
スタック
なし String
Test10b.java a b
Integer a;
int b; ヒープ
a = 5;
b = a;
}
}


int Integer
boolean Boolean
スタック
なし String
Test10b.java a b
Integer a;
int b; ヒープ
a = 5;
b = a;
5
}
}


int Integer
boolean Boolean
スタック
なし String
Test10b.java a b=5
Integer a;
int b; ヒープ
a = 5;
b = a;
5
}
}


ArrayList<T> のメソッド
Test10c.java プロジェクト名: test10
new ArrayList<T>()
import java.util.*; オブジェクトを生成する
public class Test10c {
int i; .add(T x)
ArrayList<Double> v; 要素xを追加する
v = new ArrayList<Double>();
v.add( 10.0 ); .size()
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 );
要素数を返す
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
System.out.println(quot;[quot;+i+quot;]=quot;+v.get(i)); .get( int i )
} 第i要素を返す
}
}

画面
[0]=10.0
[1]=10.1
[2]=10.2

計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
ArrayList<Double> v;
v.add( 10.0 );
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
v.add( 10.0 );
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
v.add( 10.0 );
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面 10.0


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
v.add( 10.0 );
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面 10.0

10.1


計算過程
スタック
import java.util.*;
int i;
v.add( 10.0 );
v.add( 10.1 );
v.add( 10.2 ); ヒープ
for ( i = 0; i < v.size(); i++ ){
}
}
}

画面 10.0

10.1

10.2


準備完了
int Integer
double Double
char Character
boolean Boolean
なし String

ArrayList<T> のメソッド，Tは参照型のみ許される
メソッド名説明
new ArrayList<T>() ArrayList<T>の実体を生成する
add(T x) 要素 x を追加する
size() 要素数を返す
get( int i ) 第 i 要素を返す

やりたいこと
Test09i.java

public class Test09i {
String[] seqs;
double[][] freqmat;
seqs = new String[]{quot;GTATAAAAAGCGGquot;,quot;CTATAAAAGGCCCquot;,quot;GTATAAAGGGGCGquot;,
quot;GTATATAAGCGCGquot;,quot;CTATAAAGGGGCCquot;,quot;GTATAAAGGCGGGquot;};
freqmat = comp_freqmat( seqs );
pri_freqmat( freqmat );
}
}

これまではすべてデータはプログラムに書き込んできた

データが大量になったときプログラムを書き換えるのは大変

ファイルから入力するように修正しよう
そうすれば，プログラムを大きく書き換えなくても済む！

ファイルからの入力
multiple-alignment.txt

GTATAAAAAGCGG
CTATAAAAGGCCC
GTATAAAGGGGCG
GTATATAAGCGCG
CTATAAAGGGGCC
GTATAAAGGCGGG
:
:

このファイルを読み込んでみよう


import java.io.*;
import java.util.*;
public class Test10d {
int i;
String filename_in;
String[] seqs;
filename_in = quot;multiple-alignment.txtquot;;
seqs = read_seqs( filename_in );
for ( i = 0; i < seqs.length; i++ ){
System.out.println(quot;[quot;+i+quot;]=quot;+seqs[i]);
}
}
public static String[] read_seqs( String filename ){略}
}


Test10d.java プロジェクト名: test10
import java.io.*;
import java.util.*; ここでは詳細には解説しない
public class Test10d { 定型の書き方だと考えてほしい
public static void main( String[] args ){略}
public static String[] read_seqs( String filename ){
BufferedReader br;
String ln;
ArrayList<String> seqs; ArrayList<String>の
String[] ret;
seqs = new ArrayList<String>();
実体を生成する
try {
br = new BufferedReader( new FileReader(new File(filename)) );
while ( (ln = br.readLine()) != null ){
seqs.add( ln ); ファイルの終わりまで１行ずつ
}
} catch (IOException e){ 読み込み，seqsに追加していく
System.out.println(e+quot;quot;); System.exit(1);
}
ret = seqs.toArray(new String[0]);
return ret; ArrayList<String>を
}
}
配列 String[] 型に変換する


Test10d.java プロジェクト名: test10
import java.io.*;
import java.util.*;
public class Test10d {
int i;
String filename_in;
String[] seqs;
filename_in = quot;multiple-alignment.txtquot;;
seqs = read_seqs( filename_in );
for ( i = 0; i < seqs.length; i++ ){
System.out.println(quot;[quot;+i+quot;]=quot;+seqs[i]);
}
}
public static String[] read_seqs( String filename ){略}
}

標準出力
[0]=GTATAAAAAGCGG
[1]=CTATAAAAGGCCC
[2]=GTATAAAGGGGCG
[3]=GTATATAAGCGCG
[4]=CTATAAAGGGGCC
[5]=GTATAAAGGCGGG

練習10-d．
ファイル「multiple-alignment.txt」から配列集合を読み込み，
頻度行列を計算せよ

1. 演習のウェブページからファイルmultiple-alignment.txt
をダウンロードする

2. プロジェクトのフォルダに入れる

3. Test10d.java を打ち込んで，実行する
(1) まずは，プログラムを作って動作させよ
(2) 数行複製してみて，入力される配列の本数が入力ファイルに応じて
変わることをデバッガで確認せよ


練習10-e．
Test10e.java プロジェクト名: test10
ファイル「multiple-alignment.txt」から配列集合を読み込み，
頻度行列を計算せよ

1. 演習のウェブページからファイルmultiple-alignment.txt


3. Test09i.javaからソースコードをコピーして，Test10d.javaから
メソッドread_seqs(String)をコピーして完成させる

(1) 演習のウェブページからファイル「reb1-binding.txt」も
ダウンロードして頻度行列を計算してみよう


練習10-f．
Test10f.java プロジェクト名: test10

ファイル「rhodopsin-mltaln.txt」から配列集合を読み込み，
p-distance による距離行列を計算せよ

1. 演習のウェブページからファイルrhodopsin-mltaln.txt


3. これまで作ってきたソースコードから利用できる部分は
貼り付けて，Test10f.javaを完成させ，動作させよ


練習10-d．(2/2)
reb1-binding.txt
AATCTGTTTATTACCCGACATTCTTAA
TATTTCTCTGTCACCCGGCCTCTATTT
ACTTTCATCATTACCCGGATGATTCTC
GACGCTGCTATAACCCGGCCTCCGAGG
ACATTGGGCATTACCCGCAAACTAACC
CGGGCGACAGCCCTCCGACGGAAGACT
CCAATGGCCGCTACCCGCCTCTTCTTC
GACGCGCCGCTCACCCGCACGGCAGAG
TTATACCTTATTACCCGAAAGGCTTTT


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