第4回 ファイル入出力と例外処理

using System;
using System.Collections.Generic;

class DictionaryExample
{
   static void Main()
   {
       // キーの型がstringでバリューの型がintであるディクショナリの作成
       // 添字として使われるデータの部分をキー
       // それに対応したデータをバリューと呼ぶ．
       // 用語が衝突しているが，式の評価結果である値とは直接は関係はない．
       Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();

       // 辞書に要素を追加するには Add メソッドを用いる．
       dict.Add( "Chocolate", 2 );
       dict.Add( "Chips",     4 );
       dict.Add( "Candy",     5 );

       // バリューにはキーが添字である配列のようにアクセスできる
       dict["Chips"] = 7;
       Console.WriteLine( "dict[\"Chips\"] = " + dict["Chips"] ); // dict["Chips"] = 7

       Console.WriteLine();
       // ContainsKey メソッドにより，キーを含んでいるか否かを検査できる．
       Console.WriteLine( dict.ContainsKey("Candy") );  // True
       Console.WriteLine( dict.ContainsKey("Banana") ); // False 

       Console.WriteLine();
       // foreach 文では個々の要素は KeyValuePair<string, int> として手に入る
       foreach ( KeyValuePair<string, int> kv in dict )
       {
           Console.WriteLine( kv.Key + " -> " + kv.Value );
       }

       Console.WriteLine();
       // キーのみが必要な場合は Keys プロパティを使う．
       // もちろん，キーからバリューを引けるので バリューにもアクセスできる．
       // なお dict.Keys は Dictionary<string, int>.KeyCollection 型
       foreach ( string k in dict.Keys )
       {
           Console.WriteLine( k + " -> " + dict[k] );
       }

       Console.WriteLine();
       // バリューのみが必要な場合は Values プロパティを使う．
       foreach ( int v in dict.Values )
       {
           Console.WriteLine( "Value: " + v );
       }

       // 新しいキーは添字アクセスでも追加できる
       dict["Banana"] = 2;

       // キーを指定することで，そのキーと関連づけられているバリューの組を辞書から取り除ける．
       dict.Remove("Candy");

       Console.WriteLine();
       foreach ( var kv in dict )
       {
           Console.WriteLine( kv.Key + " -> " + kv.Value );
       }
   }
}

using System;
using System.Collections.Generic;

class DictionaryExample2
{
   static void Main()
   {
       // オブジェクト初期化子を利用した版
       Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>()
       {
           // この{}で囲まれている部分がオブジェクト初期化子（{}を含む）
           ["Chocolate"] = 2, // 注意 ";" でなく ","
           ["Chips"]     = 4,
           ["Candy"]     = 5
       };

       foreach ( KeyValuePair<string, int> kv in dict )
       {
           Console.WriteLine( kv.Key + " -> " + kv.Value );
       }


       // コレクション初期化子を利用した版 
       Dictionary<string, int> dict2 = new Dictionary<string, int>()
       {
           // 以下の括弧内がAddの引数になる
           { "Chocolate", 2 }, 
           { "Chips",     4 }, 
           { "Candy",     5 }
       };

       foreach ( KeyValuePair<string, int> kv in dict2 )
       {
           Console.WriteLine( kv.Key + " -> " + kv.Value );
       }
   }
}

using System;

class Point {
  public double X;
  public double Y;
}

class ObjectInitializerExample
{
    static void Main()
    {
        // オブジェクト初期化子により，XとYに生成後に代入する．
        // 実際に以下は
        //
        //    Point temp = new Point();
        //    temp.X = 2;
        //    temp.Y = 3;
        //    Point p = temp;
        //
        // のように挙動する．
        Point p = new Point() { X = 2, Y = 3 };
        Console.WriteLine( "(" + p.X + ", " + p.Y + ")" );
    }
}

using System;
using System.Collections.Generic;

class ExceptionExample
{
   static void Main()
   {
       // 空のディクショナリの作成
       Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();

       // 存在しないキーへのアクセス
       Console.WriteLine( dict["somekey"] );
   }
}

using System;
using System.Collections.Generic;

class ExceptionExample2
{
   static void Main()
   {
       // 空のディクショナリの作成
       Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();

       try
       {
           Console.WriteLine("Hi");
           Console.WriteLine( dict["somekey"] );
           Console.WriteLine("Hello");
           Console.WriteLine( dict["anotherkey"] );
           Console.WriteLine("Hello?");
           Console.WriteLine( dict["yetanotherkey"] );
           Console.WriteLine("Hello??");
       }
       catch (KeyNotFoundException e)
       {
           // tryの中で KeyNotFoundException型（あるいはその派生型）の例外が発生したら，以下の処理を実施．
           Console.WriteLine("Caught exception:");
           Console.WriteLine(e);
           Console.WriteLine("---------------------------");
           Console.WriteLine("e.GetType().Name: " + e.GetType().Name );
           Console.WriteLine("e.Message: " + e.Message );
           Console.WriteLine("e.Source: " + e.Source );
           Console.WriteLine("e.TargetSite: " + e.TargetSite );
           Console.WriteLine("e.StackTrace:");
           Console.WriteLine( e.StackTrace );
       }
       // 例外が発生し捕捉された or 発生しなかったならばここに処理が移る．
       Console.WriteLine("Hello, again.");
   }
}

using System;

class Student
{
    private int score = 0;
    public int Score {
       get { return score;  }
       set {
           if (0 <= value && value <= 100)
           {
               score = value;
           }
           else
           {
               // 例外を投げる．
               throw new ArgumentException("Scoreは0から100までの範囲内の整数でなければならない");
           }
       }
    }
    public string Name { get; set; } = "";
}

class ExceptionExample3
{
    static void Main()
    {
       try
       {
          Student s = new Student () { Name = "Taro Tohoku", Score = 105 } ;
       }
       catch(ArgumentException e)
       {
          Console.WriteLine(e);
       }
    }
}

try
{
   // s や dict が適当に（nullでないオブジェクトとして）定義されているとする
   s.Score = dict[s.Name];
   Console.WriteLine(s.Score);
}
catch(ArgumentNullException e)
{
    // この具体例においては，s.Name がnullの場合に発生
    // なお，ArgumentNullException は ArgumentException の派生クラス

    // ArgumentNullException が起きたときの処理
}
catch (KeyNotFoundException e)
{
    // この具体例においては，dictがキーs.Nameを含んでいないときに発生
    // なお，KeyNotFoundException は Exception の（直接ではないが）派生クラス

    // KeyNotFoundException が起きたときの処理
}
catch(ArgumentException e)
{
   // この具体例においては，dict[s.Name] が0〜100の範囲にないときに発生
   // なお，ArgumentException は Exception の（直接ではないが）派生クラス

   // ArgumentException が起きたときの処理
}
catch(Exception e)
{
   // この具体例では一見発生しなさそうに見えるが，WriteLine がIOExceptionを投げる可能性がある．
   // 私は未確認だが，標準出力が/dev/fullにリダイレクトされている場合？
   // （参考： https://blog.sunfishcode.online/bugs-in-hello-world/ ）

   // Exceptionが起きたときの処理
}

using System;
using System.IO;

class FileInputExample
{
    static void Main()
    {
        // いろんな方法でファイルの中身を標準出力に出力する．

        string fileToOpen = "./MyText.txt";

        try
        {
            // ファイルの内容を一気に，一個のstringとして読みとる．
            // ファイルが小さい，またはどうせ一度は全部読む必要があるのなら．
            string txt = File.ReadAllText(fileToOpen);
            Console.WriteLine("一気に全部読む（結果を文字列に）");
            Console.WriteLine(txt);

            Console.WriteLine("一気に全部読む（結果を文字列の配列に）");
            // ファイルの内容を一気に，各行のstringの配列として読みとる（各行の終端の改行文字は含まれない）
            // ファイルが小さい，またはどうせ一度は全部読む必要があるのなら．
            string[] lines = File.ReadAllLines(fileToOpen);
            foreach (var s in lines)
            {
                // 読みこんだ行を表示する．
                Console.WriteLine(s);
            }

            Console.WriteLine("一行ごと処理");
            // （utf-8の）テキストファイルを開く
            StreamReader sr = File.OpenText(fileToOpen);
            try
            {
                // ファイルの中身を一行ずつ処理する．ファイルが大きいときなどメモリ使用量を気にするとき．
                string? s; // string?はstringのnull許容版．sr.ReadLine()の返り値の型はstring? 
                while ((s = sr.ReadLine()) != null)
                {
                    Console.WriteLine(s);
                }
            }
            finally
            {
                // finallyブロックは例外が発生した場合もしない場合も実行される

                // 開いたファイルを閉じる．srがGCされる際にも閉じられるが，
                // 同時に開けるファイルの数は有限なので，不要になったらすぐに閉じるのがよい
                sr.Dispose();
            }

            Console.WriteLine("一行ごと処理（usingを使用）");
            // using文を使うともっと簡潔に書ける
            using (StreamReader sr2 = File.OpenText(fileToOpen))
            {
                // この中で例外が発生した場合もそうでない場合も sr2.Dispose() が呼ばれる
                while (sr2.Peek() > -1) // Peek を使ったほうが上に比べてトリッキーでないかも
                {
                    Console.WriteLine(sr2.ReadLine());
                }
            }
        }
        catch (FileNotFoundException e)
        {
            // FileNotFoundExceptionのオブジェクトの FileName プロパティは見付からなかったファイル名を保持
            // https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.io.filenotfoundexception?view=net-6.0
            // 日本語版 https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/api/system.io.filenotfoundexception?view=net-6.0
            Console.WriteLine("ファイル '" + e.FileName + "'が見付かりません");
        }
        // 他の例外は捕捉しない
    }
}

using System;
using System.IO;

class FileOutputExample
{
    static void Main()
    {
        string[] txts = { "りんご", "オレンジ", "バナナ", "みかん" };

        // txtはtxtsの各要素を"\n"を間に挟んでつなげた文字列
        // つまり，txt = txts[0] + "\n" + txts[1] + "\n" + ... + "\n" + txts[txts.Length - 1]
        string txt = string.Join("\n", txts);

        // 文字列の内容を一気に書く
        File.WriteAllText("./MyText1.txt", txt);

        // 文字列配列の内容を一気に書く
        File.WriteAllLines("./MyText2.txt", txts);

        // 一行ずつ書く
        using (StreamWriter sw = File.CreateText("./MyText3.txt"))
        {
            foreach (var s in txts)
            {
                sw.WriteLine(s);
            }
        }
    }
}

using System;
using System.Collections.Generic;

class StringExample
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string[] fruits = { "apple", "orange", "banana" };

        // Join(string s, string[] ss)で配列ssに含まれる各文字列を指定された区切りsで結合できる
        string joined = string.Join("|", fruits );
        Console.WriteLine( joined ); // apple|orange|banana

        Console.WriteLine();

        // Split(char c)を使うと指定の区切り文字cで文字列を分割できる
        string[] separated = joined.Split('|');
        Console.WriteLine("\"" + joined + "\".Split('|'): ");
        showSplit( separated ); 

        // Splitはオーバロードされていて，区切りに使うのは文字列でもよい
        string toSplit = "a--b--  c --d-----e--  --f";
        Console.WriteLine("\"" + toSplit + "\".Split(\"--\")" ); 
        showSplit( toSplit.Split("--") ); 

        // Split() と引数なしで呼び出せば空白（改行や全角スペース含む）で区切る
        Console.WriteLine("Split()の例"); 
        showSplit( "Hello, World.  こんにちは世界\t全角スペース→　←全角スペース\n二行目（\\r\\n終端）\r\n三行目（\\r終端）\r四行目".Split() );

        Console.WriteLine();

        // StartsWith(string s)で指定された文字列sで始まっているか判定できる        
        Console.WriteLine("\"おはようございます\".StartsWith(\"おはよう\") = " + "おはようございます".StartsWith("おはよう") );
        Console.WriteLine("\"おはようございます\".StartsWith(\"ございます\") = " + "おはようございます".StartsWith("ございます") );

        Console.WriteLine("");

        // IndexOf(string s)で指定された文字列sの最初に出現する位置を取得できる（含まれていない場合は -1）
        Console.WriteLine("\"eieio-eieio\".IndexOf(\"ie\") = " + "eieio-eieio".IndexOf("ie") ); // "eieio-eieio".IndexOf("ie") = 1
        Console.WriteLine("\"eieio-eieio\".IndexOf(\"ff\") = " + "eieio-eieio".IndexOf("ff") ); // "eieio-eieio".IndexOf("ff") = -1


        Console.WriteLine();

        // Substring(int index) で指定された位置以降の文字列を切り出す
        Console.WriteLine( "abcdefghijk".Substring(2) ); // cdefghijk

        // Substring(int index, int length)で指定された位置からlengthだけ文字列を切り出す
        Console.WriteLine( "abcdefghijk".Substring(2, 4) ); // cdef

        try 
        {
            // index + length が元の文字列の長さを超えたら  ArgumentOutOfRangeException が発生
            Console.WriteLine( "abcdefghijk".Substring(2, 400) );             
        }
        catch (ArgumentOutOfRangeException e)
        {
            Console.WriteLine("例外発生: " + e.GetType().Name + ": " + e.Message ); 
        }

        Console.WriteLine("");

        // Trim() で先頭および終端からの連続した空白を削除
        Console.WriteLine( "\"" + " Hello, World.  ".Trim() + "\"" ); // "Hello, World."

        // 空白は違う種類の文字でもよい（unicodeの空白文字ならよく全角空白でもOK）
        // 参考：unicodeの空白文字 https://www.compart.com/en/unicode/category/Zs
        Console.WriteLine( "\"" + "　\tHello, World. \r\n ".Trim() + "\"" ); // "Hello, World."
        //                         ↑ 全角空白文字
    }

    static void showSplit(string[] ss) {
        Console.Write("\t"); // タブ文字
        foreach (var s in ss) {
            Console.Write("\"" + s + "\" ");
        }
        Console.WriteLine(); 
    }
}