設計書とミッション指示書を配置しました
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455
doc/設計書/StringCheck_詳細設計書.md
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455
doc/設計書/StringCheck_詳細設計書.md
Normal file
@@ -0,0 +1,455 @@
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# StringCheck プログラム 詳細設計書
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短文投稿を行うCLIプログラムの実装仕様と、言語非依存の処理フロー
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| 項目 | 内容 |
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|---|---|
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| 実装対象ファイル名 | `StringCheck.java` |
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| 前提環境 | Java 11 以降 |
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| 作成日 | 2026-09-07 |
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## 目次
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1. [概要](#1-概要)
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2. [前提知識](#2-前提知識)
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3. [全体構成](#3-全体構成)
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4. [処理仕様（メソッド詳細）](#4-処理仕様メソッド詳細)
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5. [入力チェック仕様](#5-入力チェック仕様)
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6. [データ項目定義](#6-データ項目定義)
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7. [ログ出力仕様](#7-ログ出力仕様)
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8. [画面入出力例](#8-画面入出力例)
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9. [フローチャート](#9-フローチャート)
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10. [疑似コード（言語非依存）](#10-疑似コード言語非依存)
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11. [テストケース一覧](#11-テストケース一覧)
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## 1. 概要
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本書は、短文投稿を行うCLIプログラム『StringCheck』の詳細設計書です。研修生はこの設計書をもとに、まっさらな状態からプログラムを実装してください。
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### 1.1 プログラム概要
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ユーザーがキーボードから入力した短い文章（投稿文）を受け取り、「投稿されました」として画面に表示する、シンプルなCLIアプリケーションです。ただし、入力された内容によっては投稿を受け付けず、再入力を求める必要があります。
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### 1.2 実装仕様（必須要件）
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プログラムは、次の a〜d の仕様をすべて満たすこと。
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| 記号 | 仕様内容 |
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|---|---|
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| a | 何も入力していなかった場合は、「何も入力されていません」と表示し、再度「いまなにしてる？」を表示して入力待ち状態に戻すこと。 |
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| b | 141文字以上の場合は、「投稿文が長すぎます」と表示し、再度入力待ち状態に戻すこと。 |
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| c | スペースのみで入力されている場合は、「何も入力されていません」と表示し、再度入力待ち状態に戻すこと。 |
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| d | 入力文字列の両端にスペースがあった場合は、そのスペースを除去すること。 |
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上記いずれの条件にも該当しない場合は、入力された文章（両端の空白を除去したもの）を投稿として画面に表示すること。
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> **補足：** c は、d（両端の空白除去）を行った結果として文字列が空になるケースを含みます。a・b・c・d をどの順番で判定するかは「5. 入力チェック仕様」で規定します。
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## 2. 前提知識
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本課題の実装には、Java標準クラスライブラリのAPIを利用します。以下に挙げる機能について、**Java SE API ドキュメント**を自分で参照し、使い方を調べたうえで実装してください。ここでは「何をする必要があるか」のみを示し、使用するクラス名やメソッドはあえて記載していません。
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- 標準入力から1行分の文字列を読み取る方法
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- 文字列の前後にある空白文字（半角・全角を含む）を除去する方法
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- 文字列の長さ（文字数）を取得する方法
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- プログラムの実行記録をファイルへ出力する仕組み（ログ出力）※基本的な使い方は「2.1 java.util.Logger の基本」を参照
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> 参考：[Java SE 21 API 仕様（日本語版）](https://docs.oracle.com/javase/jp/21/docs/api/index.html)（実装環境に合わせて該当バージョンを選択してください）。「Java + 実現したいこと」で検索すると、目的のクラス・メソッドにたどり着きやすくなります。自分で見つけたクラスやメソッドの仕様（引数・戻り値・挙動）は、必ず公式ドキュメントで裏を取ってから使用すること。
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### 2.1 java.util.Logger の基本
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ログ出力の仕組み（`java.util.logging` パッケージ）は初めて扱う人も多いため、基本的な考え方だけここで解説します。ただし、これはあくまで一般的な使い方の説明です。本課題で実際に必要な設定値やメッセージは「4.3 setUpLogger()」「7. ログ出力仕様」で規定するので、そちらを満たすように自分でコードを組み立てて実装してください。
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`java.util.logging` パッケージは、次の4つの部品が連携して動作します。
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| 部品 | 役割 |
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|---|---|
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| `Logger` | ログを出力する際の入り口となるオブジェクト。`logger.info(...)` のようにメッセージを渡す。 |
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| `Level` | ログの重要度を表す区分（下記参照）。Loggerやハンドラに設定することで、どこまで細かいログを扱うかを制御する。 |
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| `Handler` | ログの出力先を制御する部品。コンソールに出す `ConsoleHandler` や、ファイルに出す `FileHandler` などがある。Loggerに複数のHandlerを追加できる。 |
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| `Formatter` | ログ1件を実際にどんな文字列（見た目）に整形するかを決める部品。簡潔な1行形式にする `SimpleFormatter` などがある。Handlerに対して設定する。 |
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**1. Loggerの取得とログレベルの設定**
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Loggerは通常、クラスごとに1つ、次のように取得します。
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```java
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Logger logger = Logger.getLogger(何らかのクラス.class.getName());
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```
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ログレベルは、重要度の高い順に次のように定義されています。
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```
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SEVERE > WARNING > INFO > CONFIG > FINE > FINER > FINEST
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```
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加えて、「すべて出力する」ことを意味する `Level.ALL` と、「何も出力しない」ことを意味する `Level.OFF` があります。`logger.setLevel(Level.ALL)` のようにすると、そのLoggerが扱うログの範囲を指定できます。
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**2. ログメッセージの出力**
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主なログレベルには専用のメソッドが用意されています。
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```java
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logger.info("通常の経過を記録するメッセージ");
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logger.warning("警告レベルのメッセージ");
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logger.severe("重大なエラーを記録するメッセージ");
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```
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専用メソッドがないレベルは、`logger.log(Level.CONFIG, "メッセージ")` のように汎用の `log` メソッドでレベルを指定して出力できます。
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**3. Handler（出力先）の追加**
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Loggerを作っただけでは、どこにもログは出力されません。Loggerに1つ以上のHandlerを追加することで、初めて出力先が決まります。
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```java
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logger.addHandler(何らかのHandlerのインスタンス);
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```
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ファイルへ出力する `FileHandler` は、次のような形のコンストラクタを持ちます（実際に使用する値は課題ごとに異なります）。
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```java
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new FileHandler(String パターン, int limit, int count, boolean append)
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```
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- **パターン：** 出力するファイル名。`%g` と書いた部分が世代番号（0, 1, 2…）に置き換わる。
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- **limit：** 1つのファイルに書き込む最大バイト数のおおよその目安。これを超えると次の世代のファイルに切り替わる。
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- **count：** 保持しておく世代数。
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- **append：** 既存のファイルがある場合に、追記するかどうか。
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FileHandlerの生成は入出力エラー（`IOException`）が発生する可能性があるため、try-catchで例外を処理する必要があります。
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**4. Formatter（出力形式）の設定**
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Handlerには、ログの見た目を整形するFormatterを設定できます。
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```java
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何らかのHandlerのインスタンス.setFormatter(何らかのFormatterのインスタンス);
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```
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標準で用意されている `SimpleFormatter` は、日時・呼び出し元・メッセージなどを簡潔な1行程度の形式にまとめてくれます。
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**組み合わせた例（本課題とは別の、一般的な例）**
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```java
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Logger sampleLogger = Logger.getLogger("SampleApp");
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try {
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FileHandler handler = new FileHandler("sample_%g.log", 5000, 3, false);
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handler.setFormatter(new SimpleFormatter());
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sampleLogger.addHandler(handler);
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sampleLogger.setLevel(Level.ALL);
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} catch (IOException e) {
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sampleLogger.log(Level.WARNING, "ログファイルの初期化に失敗しました", e);
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}
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sampleLogger.info("アプリケーションを起動しました");
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sampleLogger.warning("設定ファイルが見つかりません。デフォルト値を使用します");
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```
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> 上記はあくまで `java.util.logging` の一般的な使い方を示すサンプルです。ファイル名や limit・count の数値、追記モードの真偽値はこの例のためのものであり、本課題の要件ではありません。本課題で実際に必要な設定値は「4.3 setUpLogger()」の表を、出力すべきメッセージ・タイミング・レベルは「7. ログ出力仕様」を確認し、それらを満たすように自分でコードを組み立てて実装してください。
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## 3. 全体構成
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次のクラス構成で実装すること。
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| 種別 | 名前 | 役割 |
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|---|---|---|
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| フィールド | `logger`（static final） | クラス全体で共有するログ出力用オブジェクト。 |
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| メソッド | `main(String[] args)` | プログラムの開始点。入力受付ループと結果表示を行う中心処理。 |
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| メソッド | `inputString()` | 標準入力から1行読み取り、両端の空白を除去して返す。 |
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| メソッド | `setUpLogger()` | ログをファイルへ出力するための準備（設定）を行う。 |
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`main` は起動時に `setUpLogger` を1回呼び出し、その後の入力受付ループの中で毎回 `inputString` を呼び出す構成とすること。
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## 4. 処理仕様（メソッド詳細）
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### 4.1 main(String[] args)
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**役割：** プログラム全体の流れを制御すること。ログ出力の準備、入力受付ループ（未入力・文字数チェック）、結果の表示・記録までを行うこと。
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1. `setUpLogger()` を呼び出し、ログ出力の準備を行うこと。
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2. ログレベルを `ALL`（すべて記録する）に設定すること。
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3. 起動を知らせるログ（`INFO`）を出力すること。
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4. 変数 `str` を用意すること。
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5. 次の手順を、正しい入力が得られるまで繰り返すこと。
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1. 画面に「いまなにしてる？」と表示すること。
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2. `inputString()` を呼び出し、結果を `str` に受け取ること。
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3. `str` の文字数が0であれば、「何も入力されていません」を表示し、ログ（`SEVERE`）に記録して、手順(a)へ戻ること。
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4. `str` の文字数が1〜140文字の範囲に収まっていなければ（＝141文字以上であれば）、「投稿文が長すぎます」を表示し、ログ（`SEVERE`）に記録して、手順(a)へ戻ること。
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5. どちらの条件にも当てはまらなければ、繰り返しを終了すること。
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6. 空行を1行出力すること。
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7. 「↓↓↓↓↓↓ 投稿されました ↓↓↓↓↓↓」を表示すること。
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8. `str` の内容を表示すること。
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9. 投稿内容をログ（`INFO`）に記録すること。
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10. 終了を知らせるログ（`INFO`）を出力し、処理を終えること。
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### 4.2 inputString()
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**役割：** 標準入力から1行分の文字列を読み取り、両端の空白を除去して呼び出し元に返すこと。
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- **引数：** なし
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- **戻り値：** 前後の空白（半角・全角を含む）を除去した文字列
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> 両端の空白除去（仕様d）は、このメソッドの中で完結させ、`main` 側では文字数の判定のみを行う構成にすること。実現に使うAPIは「2. 前提知識」を参考に自分で調べること。
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### 4.3 setUpLogger()
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**役割：** ログをファイルに出力するための準備を行い、共有の `logger` に設定を反映すること。
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| 設定項目 | 設定値 |
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|---|---|
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| 出力ファイル名パターン | `StringCheck_%g.log`（`%g` は世代番号 0,1,2… に置き換わる） |
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| ファイル切替サイズ | 100 バイト |
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| 世代数 | 10 |
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| 追記モード | true |
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| 出力形式 | 人が読みやすい簡潔な1行形式 |
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| 出力レベル | `ALL` |
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**異常時の挙動：** ログ出力の準備に失敗した場合（例：ファイルが作成できない環境など）は、例外を捕まえて「ログ出力機能が正常に動作していません。」という内容を `SEVERE` レベルでログに記録すること。この場合でも、プログラム本体（投稿処理）は継続して動作すること。
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> ログ出力の実現には、Java標準のロギング機能（`java.util.logging` パッケージ）を利用します。具体的なクラスや設定方法はAPIドキュメントを参照して自分で調べること。
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## 5. 入力チェック仕様
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「1.2 実装仕様」の a〜d を、判定条件として整理する。
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| 仕様 | チェック内容 | 条件（言語非依存表現） | 表示メッセージ | ログ |
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|---|---|---|---|---|
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| a | 未入力チェック | `str` の文字数が 0 | 「何も入力されていません」 | SEVERE |
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| b | 文字数上限チェック | `str` の文字数が 1〜140 の範囲外（＝141文字以上） | 「投稿文が長すぎます」 | SEVERE |
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| c | 空白のみ入力チェック | 入力全体が空白文字のみで構成されている | 「何も入力されていません」 | SEVERE |
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| d | 両端空白の除去 | ―（判定ではなく整形処理） | ― | ― |
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> 判定順序：まず a（文字数0か）を判定し、そのあとで b（1〜140文字の範囲内か）を判定すること。この順序により、bの判定に入った時点で文字数は必ず1文字以上あることが保証される。また、d（両端空白除去）を先に行うことで、c は自然に a の判定に含まれる形になる。
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## 6. データ項目定義
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| 項目名 | 型 | 説明 | 取りうる範囲・制約 |
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|---|---|---|---|
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| `str` | 文字列 | 投稿される本文。両端の空白を除去済み。 | 正常時：1〜140文字／異常時：0文字 または 141文字以上（いずれも再入力対象） |
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## 7. ログ出力仕様
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| タイミング | レベル | 出力内容 |
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|---|---|---|
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| プログラム起動時 | INFO | 「StringCheck が起動しました。」 |
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| 未入力（または空白のみ）と判定した時 | SEVERE | 「何も入力されていません」 |
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| 141文字以上と判定した時 | SEVERE | 「投稿文が長すぎます」＋入力内容 |
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| 投稿確定時 | INFO | 「投稿された内容：」＋投稿内容 |
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| プログラム終了時 | INFO | 「StringCheck が終了しました。」 |
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| ログ出力の準備に失敗した時 | SEVERE | 「ログ出力機能が正常に動作していません。」 |
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ログファイルの出力先や世代管理の設定は「4.3 setUpLogger()」の表を参照してください。
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## 8. 画面入出力例
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### 8.1 正常系（1回で投稿が成功する場合）
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```
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いまなにしてる？
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ラーメンを食べています
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↓↓↓↓↓↓ 投稿されました ↓↓↓↓↓↓
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ラーメンを食べています
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```
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### 8.2 未入力の場合
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```
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いまなにしてる？
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何も入力されていません
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いまなにしてる？
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（再入力を待つ）
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```
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### 8.3 スペースのみ入力した場合
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```
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いまなにしてる？
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何も入力されていません
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いまなにしてる？
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||||
（再入力を待つ）
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```
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### 8.4 141文字以上入力した場合
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```
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いまなにしてる？
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（141文字以上の文章）
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投稿文が長すぎます
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いまなにしてる？
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||||
（再入力を待つ）
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||||
```
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### 8.5 両端に空白がある入力の場合
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```
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いまなにしてる？
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今日は晴れ
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↓↓↓↓↓↓ 投稿されました ↓↓↓↓↓↓
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今日は晴れ
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```
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両端の全角スペースが除去され、「今日は晴れ」のみが投稿される。
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## 9. フローチャート
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どのプログラミング言語でも実装できるように、Java固有の記法（正規表現など）を使わず、「文字数」「はい／いいえ」といった一般的な言葉で条件を表しています。
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> 以下の図は **Mermaid** 記法で記述しています。GitHub・Backlog・VS Code（Mermaidプラグイン導入時）や [mermaid.live](https://mermaid.live) など、Mermaidに対応したビューアで開くと、コードではなく図として表示されます。非対応のビューアではコードのまま表示されます。
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### 9.1 メイン処理（main）
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```mermaid
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flowchart TD
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Start(["開始"]) --> SetupLogger[["ロガーをセットアップする<br>(setUpLogger)"]]
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SetupLogger --> SetLevel["ログレベルを ALL に設定する"]
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SetLevel --> LogStart[/"ログ出力 (INFO):<br>「StringCheckが起動しました。」"/]
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LogStart --> InitStr["変数 str を初期化する"]
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InitStr --> ShowPrompt["画面に表示する:<br>「いまなにしてる？」"]
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ShowPrompt --> CallInput[["文字列を入力させる<br>(inputString)"]]
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CallInput --> CheckEmpty{"str の文字数は<br>0 文字か？"}
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CheckEmpty -->|"はい<br>(未入力 または 空白のみ)"| ShowEmptyMsg["画面に表示する:<br>「何も入力されていません」"]
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ShowEmptyMsg --> LogEmpty[/"ログ出力 (SEVERE):<br>「何も入力されていません」"/]
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LogEmpty --> ShowPrompt
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CheckEmpty -->|"いいえ"| CheckLen{"str の文字数は<br>140 文字以下か？"}
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CheckLen -->|"いいえ<br>(141文字以上)"| ShowLongMsg["画面に表示する:<br>「投稿文が長すぎます」"]
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ShowLongMsg --> LogLong[/"ログ出力 (SEVERE):<br>「投稿文が長すぎます」+ str"/]
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LogLong --> ShowPrompt
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CheckLen -->|"はい"| PrintBlank["空行を出力する"]
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PrintBlank --> PrintBanner["画面に表示する:<br>「↓↓↓↓↓↓ 投稿されました ↓↓↓↓↓↓」"]
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PrintBanner --> PrintStr["str の内容を画面に表示する"]
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PrintStr --> LogPosted[/"ログ出力 (INFO):<br>「投稿された内容：」+ str"/]
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LogPosted --> LogEnd[/"ログ出力 (INFO):<br>「StringCheckが終了しました。」"/]
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LogEnd --> End(["終了"])
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```
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図1：main のメイン処理。未入力（文字数0）と文字数超過（141文字以上）のどちらの場合も、メッセージ表示とログ記録の後、入力受付（「いまなにしてる？」の表示）へ戻る。
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### 9.2 文字列入力処理（inputString）
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||||
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||||
```mermaid
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flowchart TD
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S1(["開始<br>inputString"]) --> S2["標準入力を読み込む準備をする"]
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S2 --> S3["1行分の文字列を読み込む"]
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||||
S3 --> S4["読み込んだ文字列の前後にある<br>空白文字を取り除く<br>(半角スペース・全角スペースなど)"]
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||||
S4 --> S5(["呼び出しもとへ戻る<br>戻り値: 前後の空白を除去した文字列"])
|
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```
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図2：inputString の処理。両端の空白除去（仕様d）はこのメソッド内で完結しており、main側は結果を受け取るだけでよい。
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### 9.3 ロガー初期化処理（setUpLogger）
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```mermaid
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flowchart TD
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L1(["開始<br>setUpLogger"]) --> L2["ログファイル出力の準備を試みる"]
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L2 --> L3{"準備に<br>成功したか？"}
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L3 -->|"はい"| L4["出力書式(1行形式)を設定する"]
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||||
L4 --> L5["出力レベル ALL を設定する"]
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||||
L5 --> L6["logger に設定を反映する"]
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||||
L6 --> L7(["呼び出しもとへ戻る"])
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L3 -->|"いいえ<br>(例外が発生した)"| L8["ログ出力 (SEVERE):<br>「ログ出力機能が正常に<br>動作していません。」"]
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||||
L8 --> L7
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||||
```
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図3：setUpLogger の処理。準備に失敗しても例外を握りつぶし、プログラム本体は継続できるようにする。
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## 10. 疑似コード（言語非依存）
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フローチャートと対応する疑似コードです。特定の言語の構文には依存しない書き方にしています。
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```
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手続き main:
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setUpLogger を呼び出す
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||||
ログレベル を ALL に設定する
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||||
ログ出力(INFO, "StringCheckが起動しました。")
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||||
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||||
str ← ""
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||||
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||||
繰り返す:
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||||
画面に "いまなにしてる？" を表示する
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||||
str ← inputString を呼び出した結果
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||||
もし (strの文字数 = 0) ならば:
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||||
画面に "何も入力されていません" を表示する
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||||
ログ出力(SEVERE, "何も入力されていません")
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||||
この回の繰り返しを次へ進める（先頭に戻る）
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||||
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||||
もし (strの文字数 < 1 または strの文字数 > 140) ならば:
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||||
画面に "投稿文が長すぎます" を表示する
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||||
ログ出力(SEVERE, "投稿文が長すぎます" + str)
|
||||
この回の繰り返しを次へ進める（先頭に戻る）
|
||||
|
||||
繰り返しを終了する
|
||||
|
||||
画面に空行を表示する
|
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画面に "↓↓↓↓↓↓ 投稿されました ↓↓↓↓↓↓" を表示する
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画面に str を表示する
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ログ出力(INFO, "投稿された内容：" + str)
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ログ出力(INFO, "StringCheckが終了しました。")
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手続き終了
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関数 inputString → 文字列を返す:
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line ← 標準入力から1行読み取る
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結果 ← line の前後にある空白文字（半角・全角）を除去したもの
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結果 を返す
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関数終了
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手続き setUpLogger:
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試みる:
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ファイル出力の準備を行う（
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ファイル名パターン: "StringCheck_%g.log",
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切り替えサイズ: 100バイト,
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世代数: 10,
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追記モード: true
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)
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出力書式 ← シンプルな1行形式
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出力レベル ← ALL
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logger に設定を反映する
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例外が発生した場合:
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ログ出力(SEVERE, "ログ出力機能が正常に動作していません。")
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手続き終了
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```
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## 11. テストケース一覧
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実装後は、少なくとも次のケースで動作確認を行うこと。
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| No | 入力内容 | 期待される画面表示 | 対応仕様 |
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| 1 | 「ラーメンを食べています」（1〜140文字の通常の文章） | 投稿完了メッセージとともに投稿内容が表示される | ―（正常系） |
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| 2 | 何も入力せずEnterのみ | 「何も入力されていません」→再度入力待ち | a |
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| 3 | 半角スペースのみ（例：`" "`） | 「何も入力されていません」→再度入力待ち | c（d経由でaに合流） |
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| 4 | 全角スペースのみ（例：`" "`） | 「何も入力されていません」→再度入力待ち | c（d経由でaに合流） |
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| 5 | ちょうど140文字の文章 | 投稿が成功する（境界値・正常系） | b（境界） |
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| 6 | 141文字の文章 | 「投稿文が長すぎます」→再度入力待ち | b（境界） |
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| 7 | 大幅に140文字を超える文章 | 「投稿文が長すぎます」→再度入力待ち | b |
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| 8 | 両端に半角・全角スペースが付いた通常の文章（例：`" 今日は晴れ "`） | 両端の空白が除去され「今日は晴れ」として投稿される | d |
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| 9 | 不正入力（未入力・長すぎ）を数回続けた後、正しい文章を入力 | 都度エラーメッセージが表示された後、最終的に投稿が成功する | a, b（再入力ループの確認） |
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