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練習問題

1. 行番号付きのCatコマンドの作成

例題1を改良し，行番号付きで出力する cat コマンドを作成してください．クラス名はCat2としてください．ただし，例題1と異なり，複数のファイルを指定できるようにしましょう．この例題でも，引数は必ず与えられるものとしてください．

出力例

$ cat -n Cat2.java
     1  import java.io.*;
             ...途中省略．
    23  }
$ java Cat2 Cat2.java Cat.java
     1  import java.io.*;
             ...途中省略．
    23  }
     1  import java.io.*;
             ...途中省略．
    19  }

2. Grepコマンドの作成

ここでは，grepコマンドを作成しましょう．grepコマンドとは，キーワードと１つ以上のファイル名が与えられます．ファイルの行にキーワードが含まれていれば，その行を出力するコマンドです．

クラス名はGrepとしてください．結果出力には，以下の出力例のようにファイル名も含めてください．複数のファイルが与えられたとしても，検索できるようにしましょう．なお，キーワードは省略されることはなく，ファイルは少なくとも１つは指定されるとして構いません．

文字列にある文字列が含まれているかを確認する

ある文字列（stringA）に，別の文字列（stringB）が含まれているかを確認するには，containsメソッドを利用してください．

String stringA = "this is a pen";
String stringB = "is a";
String stringC = "are";
if(stringA.contains(stringB)){
  System.out.println("このメッセージは表示される．");
}
if(stringA.contains(stringC)){
  System.out.println("このメッセージは表示されない．");
}

出力例

$ grep line Cat.java
        String line;
        while((line = in.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
$ java Grep line Cat.java
Cat.java:         String line;
Cat.java:         while((line = in.readLine()) != null){
Cat.java:             System.out.println(line);
$ java Grep class Cat.java Cat2.java
Cat.java: public class Cat{
Cat2.java: public class Cat2{

3. Headコマンドの作成

指定された行数だけファイルの先頭から出力するコマンドheadを作成しましょう．コマンドライン引数では，行数とファイル名を受け取ってください．ただし，ファイル名は省略可能です．ファイル名が省略された場合，標準入力から読み込むようにしてください．クラス名は Headとしてください．

コマンドライン引数が1つしか与えられなかった時に，標準入力（System.in）から受け取るようにするには，次のようなコードで BufferedReaderを構築してください．標準入力，標準出力については，基礎プログラミング演習IIの講義資料を確認してください．

BufferedReader in;
// コマンドライン引数が1つしか与えられなかった場合．
if(args.length == 1){
  in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
}
else{
  in = new BufferedReader(new FileReader(args[1]));
}

出力例

$ head -3 Cat.java     # Cat.java の先頭3行を出力する．
import java.io.*;

public class Cat{
$ java Head 3 Cat.java # Cat.java の先頭3行を出力する．
import java.io.*;

public class Cat{
$ cat Cat.java | java Head 4 # 入力を標準入力から受け取る
import java.io.*;

public class Cat{
    void run(String[] args) throws IOException{

cat Cat.java | java Head 4 とコマンドを実行した時に，標準入力から入力を受け取ることになります．そうでない場合（ファイルをコマンドライン引数で指定した場合）は， java Head 3 Cat.java のようなコマンドの入力になります．

4. Teeコマンドの作成

ここでは，teeコマンドを作成しましょう．teeコマンドは標準入力で受け取った文字列を標準出力と，指定されたファイルに出力するコマンドです．以下の図のように T の形に入力を分配するところから名付けられています．クラス名をTeeとしてください．

コマンドライン引数にファイル名を受け取ってください．また，標準入力から値を受け取るようにしましょう．上記のようにBufferedReaderを構築した後は，Catの時と同じように入力を受け取れば良いです．入力が終わればnullが返ってきますので，自動的にループを抜けるようになっています．

出力例

$ cat hoge # hoge というファイルがないことを確認する．
cat: hoge: No such file or directory
$ cat Cat.java | java Tee hoge # 標準出力と hoge に出力する．
import java.io.*;
    ...途中省略
}
$ cat hoge # hoge の内容を確認する．
import java.io.*;
    ...途中省略
}

5. カエサル暗号

カエサル暗号（Caesar暗号; シーザー暗号）はアルファベットを$n$文字ずらす暗号化方式です．この$n (0 \leq n \leq 256)$が鍵となります．

例えば，$n=1$の時，"abracadabra" という文字列はそれぞれ１文字ずれて 'bcsbdbebcsb' になります（'a' → 'b'，'b' → 'c'，'r' → 's'，．．．のようにずらしていきます）．

クラス名は CaesarCipherとし，コマンドラインで３つの引数を受け取ってください．引数は最初から鍵，入力ファイル，出力ファイルとしてください．

ヒント

文字データを扱うように見えますが，Reader/Writer を使うより，InputStream/OutputStream を使う方が良いでしょう．

InputStream/OutputStreamを利用する場合，文字は単なる数値として扱われますので，1バイト読み込み，暗号化処理を行い，1バイト書き出してください．暗号化処理は単純に読み込んだデータに鍵を足せば良いです．ただし，暗号化の計算結果が 0以上，256未満になるようにしてください．暗号化の計算結果が負数であった場合は256を足し，256以上であれば，計算結果から256を減算してください（計算した結果の値が1バイトに収まっている必要があります）．

出力例

$ java CaesarCipher 10 CaesarCipher.java encrypted # 鍵を10にして暗号化する．
$ cat encrypted
swzy|~*tk?k8sy84Ezlvsm*mvk}}*Mko}k|Mszro|?***# ..... 以降省略
$ java CaesarCipher -10 encrypted plain # 復号（暗号文を元の文に戻す）する．
$ diff CaesarCipher.java plain # 全く同じはずなので，何も出力されない．
$