Ｐｙｔｈｏｎ（パイソン）入門２～高校副教材とオンライン環境Ｂｉｔ Ａｒｒｏｗ、さらにＡＩ（ＣｈａｔＧＰＴ４）も使用

前回の１本目の記事から、半年も経ってしまったが、人気のプログラミング言語「Ｐｙｔｈｏｎ」（パイソン）の２本目の記事を書くことにしよう。

ちなみに、前回の記事はこちら。本当にほとんど何も知らない初心者向けの内容。

　Ｐｙｔｈｏｎ入門１～人気プログラミング言語を高校教科書副教材とオンライン環境Ｂｉｔ　Ａｒｒｏｗで簡単に

当然、教科書の類と、プログラムを書いて実行する環境が最初のポイントになる。特に、安心して信頼できる環境が大切。

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私は、数学や論理は好きなのに、プログラミングとはどうも相性が悪いようで、昔から数ヶ月に１本くらいのブログ記事しか書いて来なかった。嫌いというわけではないけど、つい、自然に避けてしまう。

ただ、この半年間の空白は、個人的な相性とか感情、能力の問題だけではない。前回の記事の少し後、３月半ばに、対話型ＡＩ「ＣｈａｔＧＰＴ」の新ヴァージョン・ｍｏｄｅｌ４が登場。一気に性能が上がって、特にプログラミングは既にビジネスの実用レベルまで来てるというような話を聞いてた。

それが事実なら、素人がゼロからゆっくりプログラミングを学ぶ意味はあまり無い・・・とまで言うと言い過ぎかも知れないが、ますます意欲がそがれるのは確かだ。

とはいえ、実際にＣｈａｔＧＰＴ４に数学や論理の問題を解かせてみると、まだまだ実力不足。たかが、普通の高校生～大学生レベルのように感じられる。別に難しい話でなくても、簡単な処理で凡ミスをしてることも少なくない。

では、プログラミングだと、どの程度の実力なのか？　苦手意識の強い素人の私が、簡単な問題で試してみることにした。しかし、その前に、私自身がほんの少しは分からなければいけないので、まずは復習で思い出す所からスタートした。

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前回と同じく、東京書籍の副教材『Ｐｙｔｈｏｎ入門』が推奨してたオンライン環境、Ｂｉｔ　Ａｒｒｏｗ（ビットアロー）にアクセス。半年経ってるから、サイトがダウンしてるかも・・と思ったが、普通に運営されてた。　　　

完全に忘れてたパスワードを探り当てた後、ログイン。新規プロジェクト「230905」を作成した後、新規ファイル「Py230905a」も作成。ファイル名は、単に「230905a」としたかったのに、なぜかその名前だと作れなかった。「Py」を先頭に付けると成功。注意書きは見当たらないが、そうゆう仕様なのか？

ウォーミングアップは毎度お馴染み、「Hello ・・・」。print関数で、シングル・クォーテーションに挟んで「Hello Python」と入力。実行タブから実行すると、実行画面ダイアログに「Hello Python」と表示された。

続いて、パスワード確認プログラムの復習。ただし、前回の記事とは少し設定を変更。変数 pw には、正しいパスワードとして、「1234」を代入。変数 ipt には、「password= 」とたずねるダイアログ・ボックスでの入力を代入。

そして、条件と反応を設定する if 文。pw が ipt と等しいなら、「login ok」と表示。そうでなければ〔等しくなければ〕、「wrong password」と表示。if の行と、else の行の最後には、コロンが必要だから、忘れずに。

実行すると、上図のようなダイアログが表示されて、正しいパスワード「1234」を入力すると、「password= login ok」と表示された。成功。

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ここからは、今回の新しい内容。同じ動作を繰り返し行う、for 文。といっても、似たような話は既に別のプログラミング言語で練習済み。

for の次の i が余計だと思うけど、テキスト（副教材）に従って、ほぼそのまま書く。range で反復の回数を定めて、またコロンが必要。

少しテキストとは変えて、ABC と DEF の表示を２回繰り返させた後、最後に繰返しなしで G を表示させる。繰返し〔ループ〕の範囲を定めるために、print の左側には同じ数のスペース〔空白〕を挿入。ここでは４コで、実は改行しただけで自動的に４つ空白ができた。この空白を入れる作業のことを、「インデント」と呼ぶ。

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さて、ここで人間の努力はひとまず休止。話題のＡＩ、ＣｈａｔＧＰＴ（有料サブスクのＭｏｄｅｌ４）に色々な形でたずねてみた。

まず、上で書いた for 文のプログラムをコピペして、出力がどうなるかを質問。すると、一瞬で回答して来た。しかも、実行画面つきで。素晴らしい！　与えられたプログラムは解釈・実行できると。

では、与えられたプログラムを真似して、同種のプログラムをＡＩが作成できるかどうか、試してみると、これまた一瞬で正解だった。しかも、見やすいカラー表示で、実行結果つき。

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今度はサンプルとなるプログラムを与えずに、パスワード判定プログラムを作らせると、テキストよりも少し簡単なプログラムを表示して来た。ただ１つの長い名前の変数 password_input を使用してる。

この独自のプログラムを見て、テキストのプログラムとの比較をさせてみた。それぞれの長所と短所は何か？

すると、直ちに、やや長めの模範的な回答を示して来た。これだけ一瞬で答えるのは、プロの人間でも簡単ではないはず。

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私の言葉で説明し直すと、要するに、２つのプログラムは、変数の個数と名前が異なる。

テキストは、変数２コで、短い名前。特に、正しいパスワードも変数に入力してる所がポイントで、変更や、別の箇所への活用も容易だけど、面倒で、名前も分かりにくい

ＡＩは、変数１コで、長い名前。応用する場面では多少、面倒になるけど、書くだけなら簡単だし、名前も分かりやすい。

多分、この私の説明をＡＩに示して、感想をたずねると、大げさに褒めてくれると思う♪　基本的に非常にポジティブな反応を示して来る。

今まで唯一の例外は、株価の予想についてたずねた時。多額のお金がからむし、トラブルが起こりやすいし、最新の情報が必要で、正解のない話。この時だけは、素っ気ない消極的な回答ばかりになってた。

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プログラミングに関するＡＩの実力を少し確認した所で、最後に再び、人間の学習の続き。算数・数学的な、数の処理。

まず四則演算（＋、－、×、÷）のうち、かけ算と引き算の組合せ。３つの変数ｘ、ｙ、ｚに、それぞれ２、３、５を代入した後、ｘ×ｙ－ｚを計算させると、２×３－５で、答の１が表示された。×の記号は、いつものように、アステリスク ＊。

最後は、if 文の条件を２つ、and（かつ）でつないで設定。and は、論理演算子と呼ばれるものの１つ。変数 a （ここでは５）が、５より大きくて、かつ、３で割った余りが０ならば、OK と表示。そうでなければ、NG と表示。整数の割り算の余りには、パーセントの記号 ％ を利用。

７は５より大きいけど、３では割り切れないから、条件を２つとも満たしてるとはいえない。よって、実行結果は、NG 。

ちなみに、上のプログラムで、and の代わりに or〔または〕という論理演算子を使うと、実行結果は OK になる。ａ＞５またはａ％３＝０だから、ａ＞５であればそれだけでよい。or なら、ａ＝３でも、OK 。

かなり疲れた所で、今日はそろそろこの辺で。。☆彡

　　　　　　（計　２９７３字）

Ｐｙｔｈｏｎ（パイソン）入門１～人気プログラミング言語を高校教科書副教材（東京書籍）とオンライン環境Ｂｉｔ Ａｒｒｏｗで簡単に

また３ヶ月も間が空いてしまったが、超初心者の立場でプログラミングの記事を書きながら勉強してみよう。前回まで書いてたＣ言語の続きでもよかったが、気分新たにＰｙｔｈｏｎ（パイソン）。

開発者がテレビ番組のタイトルから付けた名前で、ニシキヘビという不気味な意味よりも、短くてユニークで神秘的な名前が欲しかったらしい（英語公式サイトのＦＡＱより）。

しばらく前から、人気のプログラミング言語の代表で、今年度（２０２２年度、令和４年度）から高校で必修化された新科目『情報Ⅰ』でも注目されてる。

教科書の最大手・東京書籍だと、プログラミング言語の副教材は今のところ、Ｐｙｔｈｏｎのみ。教科書自体のプログラミングの説明でも、当たり前のようにいきなり最初からパイソンが使われてるほど。実教出版の副教材でも、ＰｙｔｈｏｎとＪａｖａＳｃｒｉｐｔのみになってる。

過去の流れから考えると、近い将来、また新しい言語に取って代わられると思われるが、とりあえず今はＰｙｔｈｏｎを見ておこう。

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東京書籍の副教材は、編著・日経ＢＰ、発行者・東京書籍となってる。表紙のデザインから考えても、おそらく中身は日経ＢＰによる執筆・制作だろう。２０２２年２月１日に初版発行だから、最新のもの。

Ｂ５版、９６ページ、オールカラー、税込８８０円。薄さを考えると、安くはない。ただ、教科書本体の価格は安いので、副教材で利益をあげるのかも知れない。

と言っても、１つのプログラミング言語に絞った参考書だから、どれほどの生徒が購入するのかは不明。今後の大学入試での情報Ⅰの扱いも、まだよく分からない。参考書は他に多数あるから、一般人がこれを買うことも少ないはず。

冒頭から、オンライン学習環境を指定してある。「本書は Bit Arrow を使って学習を進めていく。Bit Arrow は、ＰＣへのインストールなしにブラウザ上でプログラミングを学習できる・・・」。

ビット・アロー。キャラクターの可愛いリスが、矢（Arrow）を持ってる。大阪電通大、東京農工大、明星大学、３つの大学の研究室が共同開発したシステムとのこと。

便利で無料なのは非常に有難いとして、そもそもなぜ使用環境のインストールがもっと簡単に出来ないのか、不思議でもある。私自身、過去にＪａｖａとＶＢ（ヴィジュアル・ベーシック）で挫折した。説明通りに操作しても、何も導入できないまま、時間だけかかってしまうのだ。他のアプリでそのような経験はほとんど無い。

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とにかく、ビットアローの公式サイトにアクセス。「書籍のサンプルがエラーになる」。副教材に関するエラーの修正が、目立つ形で書かれてたから、全国の高校教員から指摘があったということか。

使用には登録が必要だから、メールアドレスとパスワードで登録。その後、左上の「Bit Arrow を起動！」をクリック。私はタブレット（旧ｉＰａｄ　Ｐｒｏ）を使用したから、タップ。

プロジェクトとファイルを新規作成して、いよいよ副教材に従って学習開始。プロジェクトというのは、学校の授業の単位（１回とか１単元）を意識したものか。私の場合、後で修復しにくいエラーが生じてしまった時、２つ目のプロジェクトを作成すると直った。

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まずは、入力した文字の出力（プリント）から練習。シングル・クォーテーション（’）で囲めば、実行画面ダイアログに表示される。２つをコンマで区切って入力すると、同じ行にスペース（空白）を挟んで出力される。「実行」は、ブラウザを選択して行った。

入力文字は副教材だと「引数」（ひきすう）と書かれてるけど、その説明を読んでもほとんど意味は分からない。むしろ、「定数」とか「定字」とかいう方が、次に出て来る「変数」との比較を考えても分かりやすいと思う。

　　　

よくある「Hello World」の代わりに、「Hello Python!」。これが出来るということは、先ほどの def と ghi を、「’def ghi’」でひとまとめに入力してもよかったことになる。

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続いて上図は、name という変数に Taro を代入。name をプリントした様子。

後で、読者・閲覧者などに代入させたい時は、name=input() の形を利用。実行すると、上図の右下のようなダイアログ・ボックスが出るから、私の名前 Tenmei を入力。

すると、実行画面の１行目には、ダイアログの様子が表示されて、２行目がプリント出力になる。上では同じ Tenmei だが、ダイアログに質問文を入れると違って来る。

プログラムで input() の中に、引用符で「名前？」と入れておけば、ダイアログボックスの上側で「名前？」と表示。天命と入力すると、実行画面は下のようになる。

ちなみに、ダイアログボックスの下側の「ダイアログを表示しない」をタップしてみると、その後は入力できなくなってしまって、実行画面では null （無し）になってしまった。しばらく試行錯誤しても直らないから、仕方なく新しいプロジェクトを作り直して再開した。

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最後は、パスワード入力と正誤の判定。まず、pw という変数に、正しいパスワード Hello を代入。次に、読者などが入力する変数 ipt を設定。

もし（if）pw が ipt と等しければ、login ok （ログイン・オーケー）と表示。そうでなければ（else）、wrong password（誤ったパスワード）と表示。

if とか else で示される条件文の後の処理動作（上では print）は、半角スペース４コ空けてプログラミングする必要がある。ただ、このオンライン環境では、自動的にそのスペースを空けてカーソルが移動してくれた。

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いつも数ヶ月くらい、間が空いてしまって、ほとんど忘れた頃に勉強を再開してるから、最初は精神的に非常に疲れる。環境にせよ、書き方や動作にせよ、すべて相手任せ。何とか苦労して相手に合わせることになるから、数学とも似て非なる分野だ。

むしろ、論理学的な演繹（えんえき）の記述に似てる気がする。ともあれ、今日はそろそろこの辺で。。☆彡

　　　　　　（計　２５２６字）

令和３年度、文科省・情報活用能力調査の調査問題例と正答（小中高、４年１～２月）、感想とレビュー

ネットを適当に飛んでたら、たまたま、文部科学省の情報活用能力調査のニュース記事を発見。軽い記事にちょうど手頃の内容なので、感想記事にしとこう。今週は月火の２日だけで７０００字超も書いてるから、ごく簡単なレビュー。単なるまとめや紹介ではなく、批判も織り交ぜる。

約１年前に行われた、情報活用能力の調査結果「の一部」が、令和４年（２０２２年）１２月２７日に公開された。小学５年生、中学２年生、高校２年生が対象。「速報結果」だから、後ほど詳しい分析も示されるのかも知れない。実際、前回の同種の調査（平成）については、詳しい結果が公開されてる。

ただ、今後の調査も考えて、基本的には問題は非公開とのこと。コンピューターを利用するＣＢＴ形式だから、小学生にとっては端末の操作だけでも大変。

問題には、小中高の共通問題が多いが、中高のみの問題もある。多数の問題から、生徒ごとに問題のセットを変えて出題。これでは、普通に考えれば、各生徒が異なるテストを受けたことになってしまうが、ＩＲＴ（項目反応理論）によって「同一尺度で得点化」できるとのこと。

このＩＲＴの信頼性や公平性に疑問を感じるが、その点はここでは省略。今回、公開された３問を見てみよう。どれも小中高の共通問題。

時間は３０分×２とだけ書かれてるが、その時間で何問解くのかも公開すべきだろう。情報処理では速度が大切で、人それぞれの差も開く。１人あたりの問題数さえ公開したくないということだろうか？　受験者や実施した学校は把握してるはずだから、それで十分だと。配点も総得点の計算方法も書かれてないのに、総得点の分析だけかなり詳しく公開されてる。

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では、調査問題例１。環境問題のウェブページの正確な理解。

残念ながら、５項目のリンク先の内、最初の１項目である「オゾン層の破壊」しか公開されてない。要するに、これだけで正しい選択肢が１だと分かる、と担当者は考えてるのだろう。２～５の選択肢は明らかに間違い、という考えもあるのかも。

ポイントは、最後の１文。「フロンガスは温室効果ガスでもあり、地球温暖化を防ぐためにもフロンガスの規制は重要です」。これを読んで、最も適切な選択肢が「フロンガスは地球温暖化をもたらす」だと判別させる。

既に、環境の知識をかなり学んでる中高生ならともかく、小５の生徒には内容自体が分かりにくいと思うし、項目名と選択肢の内容もズレてる。この量の説明があと４項目分もあるのなら、情報量も多過ぎ。社会人でも、それら全体の説明を正確に理解する機会はかなり少ないはず。クリックして、全員にすぐリンク先が表示されたのかどうかも気になる所だ。

正答率は、小学生３２％、中学生５８％、高校生７３％。小数点以下は、引用者が四捨五入。３問中、この問題で最も小中高の差が開いてるのは、環境問題の知識が響く問題だからだろう。

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次に、調査問題例２。明るさセンサーのプログラム（フローチャート）の完成。将棋の藤井五冠王を意識してるのか、「聡太」が主人公。

これは、ＡとＢの両方が合ってる場合のみが正解だろうか？　結果に明示されてないが、正答率が２つに分かれてないので、そう考えるのが自然か。正答率は、小学生４１％、中学生６２％、高校生６９％。高校生の低さがやや目立つ。

おそらく、間違いの多くはＢだろう。明るさセンサーが「明るい」と感知した時、「ライトが消える」を正答としてるが、問題文にそのような事は書かれてない。「暗くなったらライトが光る」と書かれてるだけだから、不十分か不親切な問題文だと感じる。

それ以上に間違いを増やしてしまったのでは？と思われるのは、センサーとライトを分けてること。家庭向けだと、それらは一体化されてるのが普通だろう。そう思ってる生徒にとっては、ＡもＢも「明るさセンサーが・・」と書かれたカードを選んでドラッグするのは自然なこと。そちらが先に挙げられてるし、問題文の主体もセンサーだし、時間がないからだ。

私が出題者なら、問題文に、センサーとライトが別物であることを明記。また、「暗くなったらライトが光る」ではなく、「暗いならライトが光り、明るいならライトが消える」と書く。

「暗くなったら」と「暗いなら」が別の条件だということ、「暗いなら」の方が明確だということは、日常言語の論理における基本的知識だろうが、正確に理解・区別してる人は少ない。

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最後に、調査問題例３。フォルダの正しい理解と選択。

携帯端末（スマホ、タブレット）を軽く使ってるだけの生徒だと、フォルダ自体が分かりにくいはず。フォルダではなく、「アルバム」という名前で呼ばれてることも多い。

例えば、ｉＯＳの「写真」アプリも、Ａｎｄｒｏｉｄの「フォト」アプリも、「アルバム」という名前を使ってる。デスクトップのフォルダの中のフォルダ、という三重の入れ子構造も、基本的にＰＣの特徴だろう。携帯端末では、二重の構造を使う程度。

これは、旅行フォルダを開くだけで正解と判定されるのだろうか？　正答には、「『旅行』フォルダを開いた状態で『次へ』ボタンが押されているもの」と書かれてるが、問題文には、「進む」を押してくださいと書かれてる。

「次へ」と「進む」の関係の曖昧さが気になるが、正答率は高いから、誤解は少なかったのだろう。小学生５２％、中学生７６％、高校生８４％。

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以上、情報活用能力を求めることも、調査することも正しいと思うが、問題や調査、公開には気になる点も多かった。今後の改善に期待しよう。

１人１台の学校用タブレットが確保されてる場合、ＰＣとは別に、タブレットの調査もあっていい。それに対して、スマホは個人的な物だから、調査には使いにくいかも知れない。

なお、キーボードによる１分間あたりの文字入力数は、小学生１６文字、中学生２３文字、高校生２８文字。３分間で、総文字数２８５文字の入力を求めたそうだが、これも具体的な入力内容が全く書かれてないので、何とも言えない。

あまり入力が速くないのは確かだろうが、漢字が多いとか、英字の大文字・小文字・半角・全角の切り替えが多いと、面倒だと思う。入力しにくい記号もある。多数の変換候補が並んで、下の方でようやく表示されるとか。数字の半角・全角の区別は微妙だが、正しく指示されてただろうか。

ともあれ、いつの間にか長くなったので、今日はそろそろこの辺で。。☆彡

　　　　　　（計　２６４９字）

Ｃ言語入門５～選択構造、ｉｆ文、ｅｌｓｅ、ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文による多岐分岐

超初心者が１年がかりでのんびり続けて来た、Ｃ言語のプログラミング入門。さすがにそろそろ、高校の教科書『新情報技術基礎』（コロナ社）の終わりが近づいて来た。問題の答となるプログラミング例がほぼ書かれてるので、自分なりに少しアレンジしたプログラムを作りながら練習。

利用してるありがたいサイトは、プログラミング用の「環境」をネットで無料で提供してくれてる、ｐａｉｚａ．ｉｏ。自分で環境を構築する作業は何度も失敗してるので、またいずれ。構築の説明はあちこちにあるけど、自分のＰＣで試すとなかなか説明の通りにならない。ＪＡＶＡは何かが足りないとか言われて導入できず。Ｖｉｓｕａｌ　ＢＡＳＩＣは重すぎて断念。

今日使ったのは、教科書の第５章・Ｃ言語によるプログラミング、第５節。選択構造（ｐ．１３５～１４０）。６ページとはいえ、少しずつ難しくなって来たので、精神的に疲れる。おまけに、前の話は次々と忘れて行くので、再び調べるのも時間がかかる。

選択構造とは要するに、場合分けの仕組みのこと。「もし何々なら・・・、そうでなければ～～～」とか、「この場合は・・・、その場合は～～～、あの場合は＊＊＊」とか。選択や反復がない、一番シンプルな流れだ。一応、７年前にＱｕｉｃｋ　ＢＡＳＩＣを使って記事を書いてるが、ほとんど覚えてない。

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ではまず、例題５．８。点数を１つ入力して、もし７０点以上なら「合格」、そうでなければ「不合格」と表示するプログラム。

Ｉｆ（　　）で条件文「ｔｅｎｓｕｕ　＞＝　７０」を書いた後、基本的には｛　　｝で処理（命令文）を書くけど、処理が１つだけなら｛　　｝は省略可能。私はこの｛　　｝とか、プログラミングに多用する記号が苦手になってるので、上では省いてる。；（セミコロン）も本当は打ちたくない。

ただ、「以上」を「＞＝」と書くのは、普通の記号の「≧」を左右に２分割するだけなので、あまり抵抗ない。「等しい」を「＝＝」と書くのも、何とか我慢の範囲内。入力しやすいし、意味も明らかなので。

点数として８０を入力して実行すると、合格と表示された。２行に分けて表示する方法はしばらく後で発見。教科書はそうなってないので、考えてなかった。

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続いて、問１０（１）。整数を１つ入力して、もし２で割った余りが０なら「偶数」、そうでなければ「奇数」と表示するプログラム。

表示するものをｐｒｉｎｔｆ（　　）で指定、入力するものをｓｃａｎｆ（　　）で指定するのも、少し慣れて来た。普段はほとんど使わない二重引用符も、ようやく少し馴染んで来た感じか。整数の割り算の余りは、「％」という記号で計算。

１４を入力して実行すると、「偶数」と表示された。

この環境だと、入力と出力を同時に見ることができないのが玉にキズ。もしかすると設定でどうにか出来るのかも。

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さらに、問１０（２）。三つの整数値を入力して、最大値を表示するプログラム。最初に入力した数を暫定的に最大として、もし、次に入力した数がそれより大きければ、次に入力した数の方を新たな最大にする手続き。こうした、少しずつ比較するパターンは、小学生向けのプログラミング問題集でも出て来てた。

２５、１０、５０を入力すると、確かに５０という最大値が表示される。

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少しだけ変えて、４つの整数値の中から最小値を表示するプログラムも自分で作成。２５、１０、５０、８０を入力すると、確かに最小値１０が表示された。

変数にｎ４を加えて、最大値ｍａｘの代わりに最小値ｍｉｎを導入して、ｉｆの条件文の不等号の向きを逆にするだけ。

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次は、３つ以上の方向に分かれる「多岐分岐」（たきぶんき）。合成語の意味はすぐ分かるけど、４文字の一まとまりとしては聞いたことのない日本語だ。条件は、ｉｆ、ｅｌｓｅ　ｉｆ（前の条件とは違って、もし・・・、という意味）、ｅｌｓｅ（それら以外の時）で表す。

ここでは、２次方程式　ａｘ²＋ｂｘ＋ｃ＝０　の実数解を求めてる。もし判別式ｄ＝ｂ²－４ａｃが０より大きいのなら、異なる２つの実数解。もしｄ＝０なら、１つの重解。それら以外（つまりｄ＜０）なら、「解なし」と表示。

実数や数学の関数ｓｑｒｔ（平方根の計算：スクエア・ルート）を使うし、命令も少し長くなるから、ここまでの問題より難しい。２行目に「＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｍａｔｈ．ｈ＞」と書いて、５行目の変数の型はｆｌｏａｔにして、入力の型は％ｆにする。

高校数学でお馴染みの係数、ａ＝１、ｂ＝－５、ｃ＝６を入力すると、「解は　３．００００００　２．００００００」と表示された。普通に「解は　２　３」とか表示させたいけど、とりあえず保留。

　　　

その代わり、解の公式の分母の数を、２．０ではなく、２にしてみたら、大丈夫だった。係数として、ａ＝１、ｂ＝４、ｃ＝４を入力すると、表示された答は重解－２．００００００。

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最後に、もっときっちり並列的に多岐分岐を行う、ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ（スウィッチ・ケース）文の問題。例題５．１０。

相手が日本語を示す番号１を入力した場合は、「こんにちは。」と出力。英語を示す番号２を入力した場合は、「Ｈｅｌｌｏ！」と出力。フランス語を示す番号３を入力した場合は、「Ｂｏｎｊｏｕｒ！」（ボン・ジュール）と出力。ちなみに教科書の３番目は、ドイツ語「Ｇｕｔｅｎ　Ｔａｇ」（グーテン・ターク）になってたから、私が変更した。

ｓｗｉｔｃｈ（変数）｛ｃａｓｅ　変数｝・・・ｂｒｅａｋ（ひとまず終わり）の形で、３つ以上の場合を並列的に分ける。「それ以外」のようなオマケ的な扱いは目立たなくて、最後の「ｄｅｆａｕｌｔ」の所のみ（ここではｂｒｅａｋは不要）。多様性とか対等性、中立性、共存が叫ばれる今の時代だと、特に重要だろう。　

２と入力して英語を指定すると、「Ｈｅｌｌｏ！」と出力された。ここでようやく、最後の出力で改行する方法を発見。前半のｐｒｉｎｔｆの最後で、（”？　／ｎ”）としておけばいい。キーボードによっては、「／ｎ」ではなく、「￥ｎ」。

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最後に、ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文ではなく、ｉｆ　ｅｌｓｅ文で同じ処理をプログラムすると、成功した。やはり、実質よりも、形とか外見の問題が大きい構文なのか。

というわけで、あと２回くらいだから、出来れば年内に終わらせたい。それでは今日はこの辺で。。☆彡

　　　　　　　　（計　２６０８字）

将棋ＡＩも採用、ミニ・マックス法の無駄を省いた α β（アルファ・ベータ）法と α 値、β 値の具体例の解説

将棋界では、１９歳の天才・藤井聡太四冠の勢いが止まらない。彼の強さを説明する時、よく持ち出されるのが、ＡＩとか、ディープ・ラーニングという話だが、普通のメディア情報だと、そうした言葉だけ使って、中身を説明してないものがほとんどになってる。

まだＡＩも、全ての変化は読み切れないので、途中で読みを打ち切って、一方がどれだけ有利・不利なのか、形勢判断することになる。途中でどのように形勢判断するのか？　どのように評価値を計算するのか？

ある１つの局面だけを取り出して、先は読まずに、その時点だけでどう評価するのかについては、特殊なソフト（評価関数）が色々あるようで、そこはとりあえずスルーしとこう。

今回は、先を少し読んだ上で、今現在の評価値を出す方法、コンピューター手続き（アルゴリズム）について解説してみる。あちこちに説明があるが、導く途中のプロセスが書かれてないものや、言葉の意味（ミニ、マックス、α値、β値）を具体的にハッキリ示してないものがほとんどだった。

そんな中で、最も役に立ったのはいつものように、英語版ウィキペディアの説明（minimax、αβ pruning）。特に、図やアニメは明らかに優れてる。他に、補助的に役立ったのは、近大の石水隆氏のｐｄｆファイルだった。

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下は英語版ウィキのαβ簡略化法の図だが、これを用いて、元になってるミニマックス戦略から説明する。

将棋、碁、チェス、オセロなど、１対１のボードゲームだと、一方がどれか１手を選んで指して、それに対して、相手がいくつかの選択肢から選んで応じる形になる。その変化を樹形図（ツリー）として示したのが下図。グレー（灰色）の意味は、しばらく後で説明。

一番上の自分の手番では、３つの選択肢（丸印）があって、これから自分が最善の手を選ぶ。そのそれぞれに対して、相手には２つの選択肢（四角印）がある。一番下に並んでるのはすべて、自分の側に対する評価値。相手は当然、この値から出来る限り低いものを選ぼうとするはず。

ちなみに将棋の最初の局面なら、下のような変化をまとめてることになる。自分には、７六歩、２六歩、５六歩という３つの選択肢がある。そのそれぞれに対して、相手には、８四歩、３四歩という選択肢がある。

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さて、相手としては、自分（私）の評価値を下げたいから、最も低い値（ミニマム）になる選択肢を選ぶと考える。例えば上図の左端だと、評価値５と６の変化があるから、相手は５の選択肢を選ぶ。以下、同様で、それぞれの相手の手番における自分の評価値がまず決まる。

上図で、下から２段目の薄い黄色のエリアには、左から、５、４、３、６、６、７、５、８、６という値が並んでる。これは、私がその直前に選んだそれぞれの選択肢（丸印）に対する評価値ということになる。自分（私）は当然、それらの中から、なるべく大きい値（マックス）を選ぶ。

だから、上図のように、下から３段目の私の手番では、私が大きい値の選択肢を選んだと考えてる。左端の分岐点なら、５と４の内、５になる選択肢を選んだということ。右端なら、８と６だから、８になる選択肢を選んだ。

この時点で、下から２段目の薄い青緑のエリアには、左から、５、３、６、７、５、８という値が並んでる。これは、相手のそれぞれの選択肢に対応する、自分（私）の評価値ということ。

ちなみに、それぞれの点（局面）は、英語でカタカナ英語でノード（node）と呼ばれてる。普通は分岐点のことだが、決着がついた最後の局面は分岐点ではないし、指し手が１つしかない時も分岐点にはならない。

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相手はまた、自分（私）の値を低くする選択肢を採用すると考えると、下図のようになる。中央の変化だと、６と７だから、小さい６になる選択肢を取る。

最後に、自分は、３、６、５と並ぶ数字から、一番大きい６になる中央の選択肢を選べばよい。したがって、最初（一番上）の時点での評価値は、６ということになる。自分の指し手を青い線、相手の指し手を黄色の線で示した。自分の２回目の指し手は２通りあって、どちらでも同じ評価になってる。

なお、相手だけが間違えた場合は、評価値は９まで上がる可能性がある（６から一番下の段まで下りた時の、最大の値）。一方、上図の場合は、自分が間違えたとしても、最悪の評価値は６（上側の６から一番下の段まで下りた時の、最小の値）。

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上のような方法が、ミニマックス戦略。相手は、自分（私）の評価を最小（ミニ）にすると考えて、自分は評価を最大（マックス）にすると考える方法。ちょっと難しい言い方だと、自分の最悪の損害を、最小化する戦略。歴史的には、一般的なゲーム理論やナッシュ均衡まで遡るらしい。

もちろん、実際の人間がそのような最善の判断をするかどうかは分からないし、そもそも一番下の段の評価値が正しいとも限らない。ＡＩも最後の終局・投了まで読み切ってるわけではないし、人間との形勢判断の違いも大きい。

とにかく、そうしたミニマックス法から、無駄な読みを取り除く（prune：プルーン）方法が現在、使われてるらしい。α値、β値というものを使うから、英語だと αβ pruning。日本語だと αβ 法が普通の言い方だけど、意味的には αβ簡略化法ということだ。

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ＡＩは左から右へと計算していくと仮定。まず、左下の枝分かれを見てみよう。

相手の手番である下から二段目で、左端に、自分の評価値としてまず５が出てる（赤丸）。この時点では、これがα値。その上の段階で、自分は、この５より小さい値は選ばないはず。

ところが、右へと計算していくと、一番下の段が４となった時点で、その上側の評価値も４になる。この後、上のグレー（灰色）の値が何であっても、すぐ上の値は４以下になる。相手はなるべく小さい値を選ぶから。

α値と同じ段の右側に、α未満の値が出た瞬間、その後の下側の計算はもう不要になる。自分（私）はその直前の段階で、α値の選択肢を選ぶ方が得だから。したがって、上の枝分かれだと、自分は下から二段目の左側の５の選択肢を選ぶことが決定する。赤い斜線の右下は計算不要でカット。

同様に、中央の枝分かれでも、赤線の右下は計算不要で省略される。下図を参照。ここでのα値は、とりあえず６（下から二段目の左側）。右下の灰色のマス目の値が何であっても、すぐ上の値は６以下だから、自分の選択肢の値は６と決定。

ただし、この場合は２通りの変化が同点になってる。これは将棋ＡＩでも見られる現象。

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最後に、β値については、この樹形図だとたまたま役に立ってない。

上図で、下から二段目の自分の手番において、左端にまず５と出てる。これが最初の時点でのβ値で、これより大きい値が同じ段の右側に出たら、その後の下側はカットされるが、β値より小さい３が出たので、何もカットされてない。

中央の枝分かれは、そこでのβ値６より大きな値が出てるが、その後にカットされるべき選択肢がないので、たまたま役に立たない。右端の枝分かれは、β値５によるカットを使う前に、上から二段目のα値（ここでは６）が働いて、下側の３段が丸ごとカットされてしまう。

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仮に、右側の枝分かれの５の代わりに７とすれば、下図のように、β値を上回る値が出た後の下側のカット（省略）が生じる。

それにしても、もともと一番下の段の評価値が間違っていたら、ミニマックス法もαβ法も意味が無くなってしまうはず。今後、その辺りも調べてみたいが、将棋だけでも１通りではないから大変かも。

ともあれ、今日のところはこの辺で。。☆彡

　　　　　　　（計　３１３４字）

Ｃ言語入門４～変数の入力と計算、型指定子 int（整数型）、float（実数型）、順次構造

先日、約１年ぶりにアプリで復習した後、今日は高校の教科書『新情報技術基礎』（コロナ社）を使用。答のプログラミング例がほぼ書かれてる問題で、自分なりに少しアレンジしたプログラムを作って練習した。

利用したのはネットで無料で環境を提供してくれてる、ｐａｉｚａ．ｉｏ。ありがたいサイトに感謝。自分で環境構築を行う作業は何度も失敗してるので、またいずれ。自分のＰＣで試すと、なかなか説明の通りにならないのだ。

今日使ったのは、第５章・Ｃ言語によるプログラミングの第４節。変数と順次構造（ｐ．１３０～１３４）。５ページしか進まなかったのは、何度も間違えたり考え込んだりしたから。既に前の箇所に書かれてた内容は、あらためて説明してくれないから、自分で前のページに戻って復習する必要がある。

順次構造とは難しげな用語だが、要するに順番に次々と進む仕組みのこと。選択や反復がない、一番シンプルな流れだ。選択や反復については一応、７年前にＱｕｉｃｋ　ＢＡＳＩＣを使って記事を書いてるが、ほとんど覚えてない。

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まず、例題５．６（５章の６問目）。長方形の縦と横の長さを整数で入力して、面積を整数で出力するプログラム。上図は、教科書に載ってるものとほぼ同じで、面積を s と書く代わりに、そのまま menseki としたもの。もちろん、縦×横。

４行目の先頭の「int」が整数型の指定子で、変数 tate、yoko、menseki が整数だと宣言してる。私が苦手なのが６行目の入力設定。%dと%dの間にコンマがないのが引っかかるし、カッコの前半だけ引用符に入ってるのも分かりにくいし、その右の変数名に & が付いてるのもなじめない。

５行目で、改行を表す「逆スラッシュ＋n」を入れてるが、教科書には付いてない。たぶん、同じＣ言語の中にも、細かい違いがあるということだろう。

下の「入力」という所をクリックして、半角スペースを挟んで、半角数字の 7 と 9 を入力。「実行」すると、確かに面積 63 が表示された。

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続いて、円の半径を入力して、面積を出力するプログラム。円周率３．１４×半径×半径。半径を表す変数は、そのまま hankei 。面積は menseki。ちなみに教科書は、r と s になってる。

これは円周率が小数だから、変数は実数型の指定子 float を使って宣言（４行目）。なるべく教科書を見ずに入力したら、何度もコンパイル・エラーが表示されて、挫折しそうになった。半径を入力する６行目で、hankei の前の & を忘れてたのだ。エラー表示の英語はもっと分かりにくい書き方だったので、意味が分からなかった。

半径 5 を入力して実行すると、出力は 78.500000。確かに、3.14×5×5の値になってる。

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３問目は、問７。上底（じょうてい）、下底（かてい）、高さを入力して、台形の面積を計算するプログラム。（上底＋下底）×高さ÷２。

教科書だと、30、20、10 を入力するだけだから、答は (30＋20)×10÷2＝250。整数型でもいいはずだけど、面積の答は 250.000000 と与えられてるから、実数型（この教科書では float）を宣言。÷２が入ってるし、小数になることが多いからか。ちなみに、この教科書では、より詳しくて実用的な実数の型指定子、double は使ってない。

この３問目でようやく、わりとスラッと書けたから、気を良くして次へ。

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４問目は、整数どうしの割り算（除算）を行った時の、商と余りに関する問題（例題５．７）。与えられた金額を、１０円玉と５円玉と１円玉を使って、なるべく少ない枚数で作りたい。要するに、なるべく１０円玉を使って、次になるべく５円玉を使えばいい。変数は、ここではそのまま、kingaku、coin10、coin5、coin1。

まず、金額を１０で割った商が、１０円玉の枚数。ここでは 47 円だから、/10 の計算結果 4 を使って、１０円玉は4 枚。次は、その割り算の余り（ここでは 7）を 5 で割ればいいから、余りを出す記号 % を使って、coin5=(kingaku%)/5 。そのまた余りが１円玉だから、coin1=(kingaku%10)%5 。

ちなみに教科書のプログラムは、最初に１０で割った後、金額を変更する形になってる（上図）。私は不自然だと感じるけど、なるべく単純な計算式にしたかったということか、あるいは勉強のためか。

とにかく、47 円を入力して「実行」すると、１０円玉 4 枚、５円玉 1 枚、１円玉 2 枚が出力された。

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最後、５問目は、総秒数（全体の秒数）を入力して、何時間何分何秒かを表示するプログラム（問９）。これも、私と教科書とで発想が違ってた。

上が教科書のやり方で、まず秒数（second）を 60 で割って、分（minute）を出す。その割り算の余りが、新たな秒。さらに、分を 60 で割って、時間（hour）を求め、その割り算の余りを新たな分として定義し直してる。確かに、3670を入力すると、1時間1分10秒と出力される。

しかし、私なら下のように書く。これなら、分の定義変更が無くて１行少ないし、日本語の順番（時間、分、秒）に求める形になる。式がほんの少し複雑になるだけ。

なお、最後に試しに型指定子を実数型の float に変えてみたら、余りの計算の行２つにバツ印が付いてしまった。なるほど、商と余りという計算は、整数型のものなのか。このコンパイル・エラーはわりと分かりやすい英語表示になってた。second%3600 の % は不適当だという警告。

ちょっと思い出したから、なるべく早めに先に進みたいと思ってる。今日のところはこの辺で。。☆彡

　　　　　　　　　　（計　２３４４字）

超初心者によるＣ言語入門３～情報系学科の大学生が１年生向けに作った学習アプリ『Ｓｔｕｄｙ－Ｃ』で復習

また、ずいぶん時間が空いてしまった (^^ゞ　１本目の記事を書いたのが、２０年１０月２４日。２本目の記事は２１年１月１２日。それからの９ヶ月間、Ｃ言語も含めて、プログラミングにはほとんど触れてない。先月、数学の未解決問題「コラッツ予想」の記事を書いた時、ＢＡＳＩＣにちょっとだけ触れた程度。

どうも、イップスというか、身体と心が固まって動かなくなってしまうのだ。数学や文系の話なら、難しくても拒否反応はあんまし無いから、やっぱりプログラミング独特の性質が壁になってる。

今回、久々に高校の情報の教科書を開いたものの、無味乾燥でシンプルな記述を読む気がしなかったので、Ａｐｐ　Ｓｔｏｒｅを拝見。「Ｃ言語」で検索すると、トップに表示されたのが、「Ｓｔｕｄｙ－Ｃ」という学習サポートアプリ。ｉＯＳ専用なのか、ＡｎｄｒｏｉｄスマホでＰｌａｙ　Ｓｔｏｒｅを探すと出て来なかった。

サイズも軽くて、評価も高いけど、これは確か去年、インストールしてすぐ使わなくなった覚えがある。別のサイトのｐａｉｚａを実行環境にすることを勧めてたから、そっちに移って、このアプリは放置プレイになってた。

今日、あらためて最初からマジメに見て行くと、なかなか親切でフレンドリーで読みやすい（個人の感想♪）。大学院生が作ったのかな・・と思ってたら、情報系の学科の大学生だった（２年前？の当初は）。しかも、同じ情報系の大学１年生をターゲットにしてるとのこと。

単なる超初心者にはどうかと思ったけど、今のところは大丈夫。このまま一気にラストまで行きたいけど、今まで続いた試しはない♪　高校の教科書もまだ序盤だし、昔、別の教科書でＢＡＳＩＣをやってた時も、惜しい所で挫折してしまった。教科書が行方不明になったのだ♪　まあ、その程度の扱いということか。。

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上が最初の目次の画面。はじめに、始めよう！Ｃ言語、Ｃ言語ドリル、コラム。まん中の２章が中心的内容。ただ、超初心者にとっては、下のような実行環境の話に好感を抱いた。

プログラムの実行環境を作る、環境構築が、わかりづらく面倒臭い。まさに、その通り！　あるあるで、私も何度も書いて来た。他の言語でも、そのスタート地点でいきなり躓いて来た。しかし、この製作者が挫折したのは中学生の時。さすがに早い。私だと、数学と将棋とテレビアニメにハマってた頃か。ランニングもたまに１人でやってた。

ちなみに、この製作者が勧めてた環境は、EasyIDEC。検索するとメジャーらしいけど、逆に批判の言葉もあちこちに出て来た。今でも更新し続けてるみたいだし、いずれ使ってみようと思う。最初の紹介を読んだ限りだと、ちょっとクセがあるようだ。まあ、マニアック・ブロガーの私が言うのも何だけど♪

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で、第２章（または第２部）の、始めよう！Ｃ言語。最初はおなじみの「Hello World!」。キー入力ではなく、単なる並べ替え問題なのに、いきなり私は失敗。コンパイラ・エラーが表示されてしまった。

Hello Worldをくるむ二重引用符の中に「\n」を入れるのに、右外に出してしまったのだ。ホント、コンピューターは融通が利かないね♪　そもそも、この改行の \n。意味も必要性も分かりにくいし（特に最後の\n）、逆スラッシュが入力できないこともあるのでイラついてしまう。

言い訳やボヤキはともかく、やり直して、「正解です！！」。アプリは教科書と違って、正解だと言ってくれるから嬉しい。誉め言葉が付いてると、もっと嬉しくなる♪　大人になると、褒められる機会が滅多にないもんで。

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続いて、足し算の答を表示するプログラム。まだまだ、完全な復習の話に過ぎないけど、完全に忘れてる♪　ちなみに冒頭の「printf.c」というのは、Ｃ言語で書いた、printf（表示機能）のソースプログラムという意味らしい。

と言っても、ソースプログラムというものがまたモヤモヤしてしまうけど。以下のプログラム画面を表示するためのプログラムという意味かな？　Ｃ＋＋（シー・プラプラ）のものだと、右端の拡張子の部分にｐｐが付いて、printf.cpp とかになるようだ。

この「%d」も好きになれないし、記述子とか、フォーマット指定子という特殊な用語も苦手 (^^ゞ　それならむしろ、英単語の decimal （１０進数）の方がスッと受け入れられる。

printf("%d,%d\n", 3+4, 5);　　このプログラムの実行結果を答えよ。これは、7,5 だろう。直感的に♪　いや、本のアイコンを押すと、解説に戻ることも可能。

Hello\n と改行して、printf("World!!\n"); と下に書き足すと、HelloとWorldが２行で表示されると。ちゃんと６行目に、「//最後に\nを付けてね」とヒントを挿入してくれてる♪

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そして、いよいよ変数の登場。

整数型のａという名前の変数を宣言せよ。定義とか導入ではなく、宣言ね♪　選択パネルが下にあるから、int a; と並べ替えるだけ。その下の a=1; は働かず。int は、整数を表す英単語 integer の略語。日本語で「整」と入力するプログラミング言語は無いのかね？

画面に４と表示させるプログラムを完成させよ。 int a; の次の６行目に、a=4; と入力するだけ。この右端にいちいち付けるセミコロンも、省略するプログラムは無いのかね？

上は、変数の宣言と、数値の代入を同時に４つ行ったプログラム。a=1, b=2, c=3, dの４つを導入して、さらに result （計算結果）も宣言。最後に、d=b; と定義・・ではなく代入して、result = a + b + c + d; の表示。1+2+3+2 だから result=8と表示される。

一応、上のプログラムだけ、ｐａｉｚａで自分で入力。確かに正しく出力された。

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早くも最後に、いきなり整数の計算式で、result = 6/2*(1+2) 。これはウチでも前に記事にした気がする、有名問題。6÷2(1+2)＝6÷6＝１と答えるのが、典型的な誤答だけど、式そのものがおかしいという異論もある。6÷2(1+2) という式の書き方は見ないから。

このプログラムでは、アスタリスクを入れて 2*(1+2) としてあるから、6÷2×(1+2) という計算。答（出力結果）は９。

あぁ、こんな初歩的レベルでもう時間切れになってしまった (^^ゞ　次はもう来年か♪　いや、今月中にまたプログラミング記事を書きたいと思う。こんな所で手間取ってるようでは時代に取り残されてしまうのだ。ではまた。。☆彡

　　　　　　　（計　２７０６字）

未解決問題「コラッツ予想」と確認用プログラミング（ＢＡＳＩＣ）～２０１１センター試験・数学ⅡＢ

たまに忘れた頃にプログラミング記事を書こうとすると、いつも最初の入口で引っかかる。コード入力して実行する、環境を作れないのだ。

今回だと、（少し前の？）高校数学で使われてた言語、ＢＡＳＩＣ（ベーシック）を使う環境がなかなか見つからない。今さら古過ぎるということか？　１つ前のＰＣにはインストールしてたけど、今のＰＣに新たにインストールするのも面倒。

そこで最初に試したのが、ｉＯＳアプリの Learn BASIC Programming。スイスイ使えていいと思ってたら、「ある数を超えない最大の整数」を表す INT 関数が使えないようで（？）、エラー表示が出る。解決策も発見できず。

次に試したのが、パソコンのブラウザで使えるはずのウェブ上のサービス、Quite BASIC。これはなぜか、コードの１行目の「INPUT N」が読めないとか言って来た。

これだけでもう、大量の時間とエネルギーを使い果たしたので、とりあえず自分でプログラムを書いて実行するのは断念。与えられたコードの画像を利用するだけにしよう。

（☆追記：　翌朝、ＰＣに十進ＢＡＳＩＣをインストールして成功。この記事の末尾にプログラムの画像を挿入した。）

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今回の記事のキッカケは、ネットで見かけた数学の懸賞金問題。１９３７年に数学者コラッツが提示した「コラッツ予想」（Collatz conjecture）に、日本のベンチャー企業から１億２０００万円の懸賞金がかけられたとのこと。下の写真は英語版ウィキペディアより。

それは７月の話だが、昨日は別の「ブレイクスルー賞」で、日本人２人がそれぞれ賞金３００万ドル（３億３０００万円）を獲得したニュースが流れてた。数学部門では、京都大学の望月拓郎教授（ＡＢＣ予想関連の望月氏とは別人）。

望月拓郎氏の研究内容は、少しだけ調べてみた所だと、意味不明な言葉・概念が並んでいて、残念ながら全く理解不能。

それに対して、コラッツ予想は小学３年生くらいでも分かるし、計算実験で楽しめるはず。

　「どんな正の整数でも、偶数なら２で割る、奇数なら３倍して１を足す、という操作を繰り返せば、必ず１に到達するだろう。」

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実際に試してみると、意外なほど長いプロセスになることもある。例えば、７なら、７→２２→１１→３４→１７→５２→２６→１３→４０→２０→１０→５→１６→８→４→２→１。操作数は１６回。

英語版ウィキペディアによると、２０２０年頃の段階では、１０の２０乗を超える所までコンピューター計算で確認されてるらしい。

ちょっと似た話なら、何度か聞いた気がする。例えば、６年前の人気ドラマ『デート』第９話では、「どんな数字も各位の２乗を足すと１か８９になる」というコネタが挿入されてた。

直感的には、コラッツ予想は簡単に示せそうな気もするが、提示から８４年も経つのに未解決。ただ、ネットのあちこちに、センター試験に出題されたという情報があったので、すぐ問題ファイルを手に入れて解いてみた。

それが数学ⅡＢの選択問題で、プログラミング関連。私が見た範囲では、どのサイトも、プログラミングの部分を飛ばして最初の導入だけ紹介してたので、ここでは本題のプログラミングも扱う。

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それでは、２０１１年のセンター試験問題を見てみよう。「日本の学校」ＨＰよりダウンロードさせて頂いた。

まず、簡単な（１）を解いてみる。

　６→３→１０→５→１６→８→４→２→１

　∴　Ｆ（６）＝（６から始めて１が得られるまでの操作回数）＝８　・・・アの答

　１１→３４→１７→５２→２６→１３→４０→２０→１０→５→１６→８→４→２→１

　∴　Ｆ（１１）＝（１１から始めて１が得られるまでの操作回数）＝１４　・・・イの答

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この先は、環境作りの失敗で時間も無くなったので、穴埋めや選択肢を飛ばして、直ちに正解のプログラムを見てみよう。

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まず、最初の１００番の行で、調べる自然数Ｎをインプット。問題（１）なら、６とか１１。

次に１１０行で、Ｉという変数を用意して、最初はＮの値をそのまま代入。操作が進むと、Ｉは変化していく。

一方、１２０行で、Ｃという変数（回数のカウント用）も用意して、最初は０を代入。１回の操作ごとに、＋１で回数を増やしていく。

１３０行からが実質的な操作。まず、Ｉ＝１なら、直ちに２１０行まで飛んで、Ｆ（１）＝１と表示。

１４０行と１５０行は、もし「Ｉが偶数」なら２で割ったものをＩとする、という条件を、「ＩＮＴ（Ｉ／２）×２＝Ｉ」と書いてる。

これは、Ｉが奇数だと成り立たない。例えばＩ＝３の時、ＩＮＴ（３／２）×２＝１×２＝２になって、条件を満たさず、１８０行に進むことになる。

１６０行は、１回の操作ごとに、回数Ｃに１を加える操作。１７０行は、「もし」という条件の終了。

１８０行は、１でもないし偶数でもない奇数Ｉに対して、３倍して１を加える操作。

１９０行で、回数１を加えた後、２００行で１３０行までバックする。Ｉ＝１になったら終了。

２１０行で、結果の表示。Ｆ（Ｎ）＝Ｃ。ＮとＣはここまでに登場した変数の値で、他は単なるアルファベットの文字とカッコの記号。

２２０行で、すべて終了。

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さらに、ある自然数Ｍ以下の自然数Ｎのうち、Ｆ（Ｎ）≦１０となるすべてのＮについて、Ｆ（Ｎ）の値を出力するプログラムへと書き換える。

最初と最後の辺りだけ少し変更して（下の青枠）、次のコードが正解。１０１行のFOR TO文で、Ｎ＝１からＭまでの実行を宣言。２１１行のNEXT Nで、次の数Ｎの操作へと進んで行く。PRINT（表示）は、Ｃ≦１０の時だけ（２１０行）。

これによって、次の８行が表示される（はず）。改行は省略。

　F(1)=0　F(2)=1　F(3)=7　F(4)=2　F(5)=5　F(6)=8　F(8)=3　F(10)=6

よって、２１０行の PRINT文が実行される回数は８　・・・サの答

後で実際にプログラミングしてみる予定。とりあえず今日のところはこの辺で。。☆彡

Ｐ．Ｓ．　翌朝、２つとも自分で書いて、実行。この問題の説明通りに表示された。

　　　　　　（計　２５１２字）

大学入学共通テスト２０２５年「情報」サンプル問題・第２問の解説～比例代表制選挙の当選者決定プログラム

朝日新聞の２１年３月２５日・朝刊に、令和７年度（２０２５年）大学入学共通テストの新科目の解説やサンプル問題例などが載ってた。

全体が長過ぎるので、とりあえず「情報」（必修科目・情報Ⅰの範囲）の問題だけ読むと、適度な難しさと量で第２問（抜粋）だけだったし、身近な選挙の話だから、ブログ記事を書くことを決定。

ところが、大学入試センターでも確認すると、朝日には無かった第２問の後半が載ってて難しく感じてしまった。私は情報Ⅰの科目内容を知らないから当たり前かも知れないが、これを数十万人の受験生（大部分は高校３年生）が短い時間で解答できるのか？

数年前の新テストのサンプルでもあったことだけど、本物の試験までにはレベルが下げられるだろうし、説明ももう少し丁寧になると思う。とにかく問題と解き方を見てみよう。単なる紹介や解説だけでなく、個人的な感想・意見も加える。問題文は長過ぎるので、コピペさせて頂いた。

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比例代表式選挙の獲得議席は、得票数に正確に比例させることは（ほとんど）出来ない。ごく簡単な例だと、議席数１の選挙区で、Ａ党が３票、Ｂ党が２票だった時、正確に比例させると、０．６議席と０．４議席になってしまう。

実際の選挙だと、議席数は０以上の整数でなければならないので、正確な比例ではなく、大まかな比例を目指す方式が必要になる。日本では基本的にドント方式。私は昔、簡単な説明を読んだ気がするけど、完全に忘れてた。

問題の「基準得票数」とは、１議席が何票分かというより、何票で１議席とれるかと考えた方が分かりやすいと思う。合計３４８０票で６議席だから、５８０票で１議席とれる。この５８０が、下のプログラムでは kizyunsuu （基準数）と書かれてる。

配列 Tomei [i] は、ｉ番目の党名の列。それぞれの要素は、例えば Tomei [0] ならＡ党。Tomei [1] ならＢ党。

配列 Tokuhyo [i] は、ｉ番目の得票数の列。例えば Tokuhyo [2] なら、２番目のＣ党の得票数。ここでは、１４４０。

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sousuu という変数は、「得票数の総数」を表す。上のプログラムだと、（０３）（０５）（０６）に従って、初期値０に４つの党の得票数を１つずつ足して行くことで求めてる。

１本の数式にまとめると、最終的に４つとも足し終えた後では、

sousuu＝０＋１２００＋６６０＋１４４０＋１８０＝３４８０

giseki （議席）は選挙区ごとに決まった定数で、ここでは６。他の選挙区では他の数値をとり得る。

よって、 kizyunsuu （基準数）＝ sousuu / giseki ＝ ３４８０／６＝５８０

後は、各党ごとに表示して行けば、下の枠内のようにモニター表示される。

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単純な比例配分だと、それぞれの獲得議席数は無限小数になる可能性が高いし、小数点以下の切り上げ、四捨五入、切り捨て、いずれも（あまり）上手く行かない。そこで、先生が登場。

配列 Hikaku [i] は、獲得議席を１つずつ決める時に比較する数字の列。最初はどのｉ（つまり、どの党）でも、得票数そのものだが、１議席とると２で割り、２議席とると３で割る。どんどん小さくなるので、他の党にも議席獲得のチャンスが広がる。

配列 Tosen [i] は、ｉ番目の党の当選数（＝獲得議席数）。４党の合計が６になるまで、１回の比較ごとに、どれかが１ずつ増えていく。例えば、今回の比較ではＤ党が最大だから、Ｄ党の Tosen [3] が１増えるとか。

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最初、 Tosen （当選数）が０，０，０，０の状態からスタート。１回目の比較では、Hikaku [2] （つまりＣ党の数）が最大。よって、maxi（最大値を与えるｉ、つまり党番号）は２。よって、Ｃ党の当選数を表すTosen [2] が１増えて、Tosen には０，０，１，０と並ぶ。

２回目の比較では、Ｃ党だけ２で割った票数になって、Hikaku は１２００，６６０，７２０，１８０と並ぶ。Hikaku [0] （つまりＡ党の数）が最大だから、maxiは０。よって、Ａ党の当選数を表す Tosen [0] が１増えて、Tosen には１，０，１，０と並ぶ。以下、同様。

朝日新聞はこの問２までしか掲載してなかった。次の問３が私には難しくて、解きにくかったのだ。

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tosenkei は、その時点での当選者の合計。初期値０からスタートして、１ずつ増えて、議席数６に到達したら終了。つまり、tosenkei がgiseki （議席）６より小さい間は、比較して当選者を決めていく操作が繰り返される。

私はここまではすぐ理解できたけど、プログラムの（０９）～（１３）がなかなか分からなかった。「max」という新たな変数と、前に出て来てた「maxi」との違いがピンと来なかったし、そもそも何を繰り返し行ってるのかも分からない。

しばらく考えて、各回ごとに比較する４つの数字の中で最大の数値（ｍａｘ）を少しずつ探す作業だと分かった。まず、ｍａｘの初期値０からスタート。０＜ Hikaku [0] （つまり０＜１２００） だから、max＝Hikaku [0]＝１２００。maxi は０（Ａ党の党番号）。

次に、１２００＜ Hikaku [1]（つまり１２００＜６６０）ではないから、max も maxi も変化せず。さらに、１２００＜ Hikaku [2] （つまり１２００＜１４４０）だから、max ＝ Hikaku [2]＝１４４０。maxi は２に変化。最後は、maxi は２のまま。

だから、プログラム（１４）によって、Tosen [maxi]（つまり Tosen [2]） は１増える。tosenkei（当選者数の合計）も１増加。

そして、Hikaku [maki] （つまり Hikaku [2]）は、Tokuhyo [maxi] ／ （Tosen [maxi] ＋１）へと減少。つまり、Tokuhyo [2] ／ （Tosen [2] ＋１）へと減少。要するに、１人当選したＣ党の票数を１＋１（つまり２）で割ってる。小数点以下は「切り捨て」関数で捨てる。

最後は、各党の候補者数が足りなくなった場合への細かい配慮で一通りの完成。各回の比較で、最大値を探す時、候補者数が足りてる党の数値だけをチェックする。

普通に考えるなら、　（その党の候補者数）＞（その時点のその党の当選者数） 。

不等号の使い方を少し変えると、　（その党の候補者数）≧（その時点のその党の当選者数）＋１。

候補者数の配列 Koho を追加で導入して、

　Koho [i] ＞＝ Tosen [i] ＋１

上の式をプログラムの（１１）行に「ａｎｄ」で付加すればよい。最後の設問の選択肢では、≧ と＜ を混ぜてるから、受験生は迷ったり間違えたりする可能性が高い。まあ、最後を難しくするのはありがちな問題作成だし、ＯＫだろう。

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これで、残る問題点は、そもそも議席数に対して立候補者数の合計が足りない時だけだろうか？　他にも何か細かいバグ（欠陥）がこのプログラムに含まれてるのかも。

この問題を自分で考えてる時、すぐに、比較する数値が同じになったら番号が小さい党が有利で不公平だと思ったけど、問題の一番最後にちゃんと説明してあった。

プログラムとの関連は分からないけど、選挙の最後にくじ引きの抽選を行ったというニュースは見覚えがある。そもそも選挙などやらずに、単なるくじ引きでいいという政治思想もあるくらいだから、許容範囲だろう。

運も実力の内。天の声、天命。というわけで、今日の天命（テンメイ）のブログ記事は終了♪　ではまた。。☆彡

　　　　　　（計　３０９０字）

超初心者によるＣ言語入門２～答のケタ数指定、ルート（平方根）、三角関数、二次方程式の解の公式

フーッ。。　約３ヶ月ぶり、まだ２回目の超初心者は、準備だけでもう疲れ切った (^^ゞ　ちなみに前回の記事はこちら。

　超初心者によるＣ言語入門、無料のオンライン・コンパイラ探しが困難、ｐａｉｚａ（パイザ）がいいかも♪

まず、教科書『新情報技術基礎』（コロナ社）が見当たらない。って言うか、よりによって「コロナ」社か・・(^^ゞ　続いて、プログラミングするための環境作りでまた時間を取られてしまった。

前回、ネットのオンライン授業サイトＰａｉｚａ（パイザ）を使ったのは何となく覚えてたけど、タブレットでまたＣ言語のアプリを探してみたのだ。１つ、良さげなのがあったからインストールしたら、環境はＰａｉｚａその他を使えとのこと（笑）。先に言って欲しいね。

で、Ｐａｉｚａラーニングにアクセスしても、全く覚えてないから、前回の自分のブログ記事で復習。勉強になる良い記事♪　マジメな話、普通のサイトや本に書いてない事まで書いてるから、私自身にとってはツボだった。とにかく、ここまでで１時間以上かかってしまった。。

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忘れてるから、ちょっとバックして、やり直そう。５章、Ｃ言語によるプログラミング。３節、式と計算。

問３。半径が１０の円の円周の長さを計算し、出力するプログラムを作成しなさい。（ｐ．１２６）

円周率３．１４が小数だから、等号（＝）の右に書く「変換指定子」は、％ｆ。数値の入力は、無理やり小数の形にして、２．０×３．１４×１０．０。いわゆる、２πｒ（ニ・パイ・アール）。

何回、エンターキーを押してもダメ。そうそう。モニターの右側に隠れるように「コードの入力」ボタンがあるのを忘れてた。

成功。既に１回、行の最後のセミコロンを忘れてエラー表示が出てしまった (^^ゞ　面倒くさっ。。　等号の記号は全角で入力してもいいのか。

あと、「return0;」は消しても大丈夫。さらに、10.0じゃなくて、整数10の入力でも大丈夫だった。2.0と3.14が小数だからかね？

小数点以下の０００００もジャマだけど、深く考えないことにして先に進もうか。あっ！、小難しい説明があった♪　例えば、変換指定子を「％５．２ｆ」とすると、全体で５ケタ（小数点も１ケタと計算）になって、小数点以下が２ケタになると。確かに、実行すると、「６２．８０」と出力された♪

　　　　

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続いて、例題５．４。底辺の長さ４、高さ３の直角三角形の斜辺の長さを計算して出力するプログラム。

３×３＋４×４のルート（√）の計算だけど、結果はピッタシ５だから、無理数にはならないと。

ルート計算（平方根：ｓｑｕａｒｅ　ｒｏｏｔ）の関数「ｓｑｒｔ（）」を使いたいから、上側に「＃ｉｎｃｌｕｄｅ　＜ｍａｔｈ．ｈ＞を挿入する必要がある。こんなの、省略できないのかね？

　

教科書は結果のケタ数を指定してないけど、私は「％３．１ｆ」として、全体３ケタ、小数点以下１ケタに設定。ちゃんと５．０が出力された。しかし、これも自動で判断してやってくれないかね？(^^ゞ

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次は三角関数。例題５．５。ｓｉｎ３０°、ｃｏｓ３０°、ｔａｎ３０°を計算して出力するプログラム。

ｓｉｎ（）、ｃｏｓ（）、ｔａｎ（）を使用。普通の度数表示の角３０°を、高校数学用のラジアン表示の角に直して計算するから、角度の３０に３．１４を掛けて１８０で割る。いわゆる、π／１８０（１８０分のパイ）。

結果の数字は、全体５ケタ、小数点以下３ケタに指定するために、「％５．３ｆ」と入力。

答えは合ってるけど、なぜか５行目に「コンパイル・エラー」の警告マークが付いてしまった。無料使用だから、エンジニアへの質問はできない♪　教科書のままの入力なんだけど、なぜ？

５行目のスペースの入力が２ヶ所おかしいってこと？　私が全角スペースを入れたとかいうことかね？　あっ、半角スペースに変えたら警告が消えた！　全角スペースは良くないのか。一応、結果は出力されるけど？　　

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早くも最後は、二次方程式の解。問５。ｘ²＋４ｘ＋３＝０の解を公式で求めて、

　解１＝－１．００００００

　解２＝－３．００００００

と出力するプログラム。

二次方程式の解の公式の複合±を、＋と－の２つに分離。解１はプラスで、{－ｂ＋√（ｂ²－４ａｃ）}／２ａ。解２はマイナスで、{－ｂ－√（ｂ²－４ａｃ）}／２ａとすると。

結果は全体８ケタ、小数点以下６ケタに設定。なぜか教科書は、ケタ数設定なしになってた。答を改行で２段にするから、変換指定子％８．６ｆの直後に、改行の記号「＼ｎ」を入れると。

本当は「￥ｎ」だけど、なぜか円マークじゃなくて逆スラッシュになる。これは気にしなくていいらしい。

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方程式を入力するだけですぐ答が出るようにプログラミングしたいけど、まだ超初心者には敷居が高すぎてパス。

こんな遅いペースの進み方だと、この教科書だけで人生が終わるかも♪　それでは、また明日。。☆彡

　　　　　　　　（計　２０３０字）