10/26 関数から「計算」へ(1)

前回の補足

演習室内は飲食禁止です．ペットボトル等を持ち込む場合も，バッグの中にしまってください．

前回の感想，質問より

Q.

x < y < z という条件を

  if x < y < z

のように書きたかったのですが，

NoMethodError: undefined method `<' for true:TrueClass

Ruby言語では書けないのですか?

A.

このように書けるプログラミング言語はありますが(Pythonなど)，Ruby言語では書けません．代わりに

  if x < y && y < z

のように書いてください．なお，Javascriptというプログラミング言語では，

js> 1 < 2 < 3
true

となるので，一見このような書き方ができるのかと思ってしまいますが，これは罠で，

js> -1 < 0 < 1
false

となるので，想定したようには動いていないことがわかります．これは (-1 < 0) をまず評価して，true となり，trueを数字と比較する時は1と見なして比較するため，

js> true < 1
false

となるという仕組みなのですが，エラーになるだけRubyの方がましかもしれません．

Q.

match.rbの3行目は

while j < w && s[i+j] == p[j]

ではダメなのでしょうか？

A.

配布プログラムのsubmatchの定義の部分ですね．講義中に口頭で触れたのですが，Ruby言語の古い規格では文字列pのj文字目だけからなる文字列を作るには p[j..j] と書く必要があったのですが，現在のRuby言語では p[j] と書くことができます．したがって，その書き方で構いません．

Q.

irb中で，

isrb(main):022:2>        1
isrb(main):023:2> Display all 188 possibilities? (y or n)

のような表示が出る．

A. (TA 森永さん)

irbでtabキーによる空白を入れるとファイルを全表示するコマンドと解釈されてしまいます。

  > Display all *** possibilities? (y or n)

と出るので、空白はspaceキーで入れるようにしてください。文字列+tabを入力すると現在のディレクトリ中でその文字列から始まるファイル名を表示してくれるので、ファイル名を補完したり探したりするのに使えます。 irb起動前でも起動後でも同じ動作をします。

前回の課題について

教材のダウンロード，課題の提出のため，ITC-LMSへのコース登録が必要になります．ITC-LMSへの登録方法に従ってコース登録してください．
ITC-LMSの掲示板10/19課題，質問への書き込みは 10/26 9:20現在で 52名が済んでいます．
回答が多かったのは aphere, median と solusions．

sphereの関数bの典型的な回答は以下のとおり．

def b(s, x, y)
  r = s / 2.0
  d = distance(x, y, r, r)
  if d <= r
    return (r - d) / r
  else
    return 1
  end
end

median の典型的な回答は以下のとおり．
```
def median(x,y,z)
  if x <= y
    if y <= z
      y
    else
      if x <= z
        z
      else
        x
      end
    end
  else
    if x <= z
      x
    else
      if y <= z
        z
      else
        y
      end
    end
  end
end 
```
「yを返すのはどの条件か?」のように考えて以下のように書いた解答もあった．
```
def median(x,y,z)
  if (x>=y && y>=z) || (z>=y && y>=x)
    y
  else
    if (x>=z && z>=y) || (y>=z && z>=x)
      z
    else
      x
    end
  end
end
```
median の回答の際には，「3 つの異なる値x, y, z」とあるように，同じ値が来ることは想定しなくても良いが，多くのプログラムは同じ値が来ても動く．
また，教科書の第5章で整列法(ソーティング)を扱うが，Ruby言語に組み込まれているsort 機能を使った解もあった．これを使うとたとえば，以下のように書ける．
```
def median(x, y, z)
  [x, y, z].sort()[1]
end
```
solutions の典型的な回答は以下のとおり．
```
def solutions(a, b, c)
  if a == 0
    if b == 0
      if c == 0
        -1
      else
        0
      end
    else
      1
    end
  else
    d = det(a, b, c)
    if d > 0
      2
    else
      if d < 0
        0
      else
        1
      end
    end
  end
end
```
a, b, cがすべての0の時は任意のxが解となるので，個数をどう返すかは迷うが上の例では「個数」としてはありえない整数として-1を返すようにしている．説明を書いた上であれば，文字列"inf"を返す解答でも0を返す解答でも問題ない．
関数の定義の中で，
```
import(Math)
```
を書いたり，別の関数の定義を書く(solutions の定義の中に det の定義を書く)解答もあった．動くことは動くが，関数呼び出しのたびに関数定義をおこなうのは実行速度を落とす原因になるので，Ruby言語ではお勧めしない(他の言語の処理系では実行速度に影響しない場合もある．また，関数定義の中に関数定義を書くことに意味があるケースもあるが，教科書の範囲ではそのような使い方は導入していない)．

今日の練習，投票

第4章の練習，投票

授業の登録方法

教材のダウンロード，課題の提出のため，ITC-LMSへのコース登録が必要になります．ITC-LMSへの登録方法に従ってコース登録してください．
Utask-Webでの履修登録は別に必要になります．

講義資料

教科書は情報科学入門 2700円(税込み) になります．正誤表が公開されているので，そちらも参照してください．また，電子版も発売されています(書籍版よりも若干安くなっているようです)．
講義スライドはITC-LMSで「アルゴリズム入門(水4)」を選んで「教材」を選択するとダウンロードできるようにする予定です．

講義フォルダの作成

講義に関連したファイルはホームフォルダ直下に置くのではなく，講義専用のフォルダをalgo16 という名前で作成してください．ターミナルでフォルダを作るには，
```
mkdir algo16
```
のようにします．そして，ターミナルを開くたびに
```
cd algo16
```
と入力してからirbを動かしてください．詳しくは，はいぱーワークブック「14.4 コマンドを使ったファイル操作」を参照してください．

配付プログラムのダウンロード

配付プログラムのページから，allcode.zipのリンクを右クリックして，「リンク先のファイルを別名でダウンロード」を選びます．
保存先のフォルダとして，さきほど作成したalgo16を選択します．
ターミナルで，
```
cd algo16
unzip allcode.zip
```
を実行するか，Finderでalgo16のフォルダの下のallcode.zipをダブルクリックすると，algo16の下にすべての配付プログラムが展開されます．
配付プログラムは，未完成の場合があります．mi等のテキストエディタで中身を確認した上で，必要があれば修正して使います．

投票システム

vote.rbをダウンロードして(「リンク先のファイルを別名で保存」で，ホームフォルダの下のalgo16を選択(なければ作る)．".txt"を「追加しない」を選ぶ)，ホームディレクトリに保存します．ドックからターミナルを起動して，

cd algo16

を済ませてから，

ruby vote.rb 選択肢番号

のように使います．

irbを使いながら(一旦終了せずに)，投票システムも使うには，ターミナルのメニューバーの「シェル」->「新規タブ」を選ぶか，[Command]+[T]で別のタブを開いて(あるいは[Command]+[N]で別のウィンドウを開いて)，投票システムを使うことをお勧めします．このあたりのことは，「はいぱーワークブック」の15.4 ターミナルの便利な使い方に書いてあるので参考にしてください．

テキストの補足

第4章のチェックは配布プログラム中のcheck.rb では prime のチェックがうまくいかないようです．とりあえずは修正版のcheck.rbを ~/algo16 にダウンロードすると直るはずです．
ターミナルでは，メニューバーから，「シェル」->「新規ウィンドウ」あるいは，「コマンドキー(⌘)」+「N」で新たなターミナルウィンドウを開くことができます．

ウィンドウが多くなるのが面倒な人は，「シェル」->「新規タブ」あるいは「コマンドキー(⌘)」+「T」で同じウィンドウ内に新しいタブでターミナルを開くことができます．

ターミナルを開くたびに
```
cd ~/algo16
```
と入力してください．これらの機能を使うと，irbを抜けずにvoteできます．
ターミナルの基本的な使い方は，はいぱーワークブックの15.2 ターミナルの基本的な使い方を，より高度な使い方は，15.4 ターミナルの便利な使い方を参照してください．
cdというコマンドと「~」の意味は，はいぱーワークブックの14.4 コマンドを使ったファイル操作の14.4.1 ディレクトリを読むと分かります．
miを使う場合に改行コードがCR(Mac)になっている場合は，LF(UNIX)にしてから保存してください．
Webブラウザ上で，ターミナルの実行，Ruby関数の実行，ファイルの編集ができる iruby が利用可能になっています．ターミナル上で，
```
iruby notebook
```
を実行すると，Webブラウザ上で対応するタブが開きます．
第1章で，irbを起動直後に，
```
include(Math)
```
を入力するように書いています．毎回入力するのが面倒な場合は，ホームディレクトリの下に「.irbrc」というテキストファイルを作り，その中に
```
include(Math)
```
と書いておくと，irb起動時にこのファイルの中身を実行してくれるので，毎回指定しなくても大丈夫です．ただし，このファイルの実行中にエラーが出ないように正しく記述剃る必要があります．また，
```
Math.sqrt(2)
```
のような形で指定すれば，
```
include(Math)
```
は不要です．
ある程度大きなプログラムを作る場合は，テキストエディタを使って入力してファイルに保存しておくと，後から修正したり再利用が容易におこなえます．テキストエディタの説明は，はいぱーワークブック「8. テキストエディタ」を参照してください．
この講義で作成したプログラムのファイルは自分のホームディレクトリ(ホームフォルダ)の下に「algo16」という名前のディレクトリ（フォルダ）を作って，その下に置くようにしています．スライドや教科書でファイル名が指定されている場合もあるので，その場合は指定されたファイル名を使うようにしてください．
miのRubyモードが現在標準では利用できないようです．mi 用モード(今野滋さんのページ)から自分でインストールしても良いのですが，講義受講者は，一度miを起動して終了後に，ターミナルで
```
cp -rp /home/5320954122/Ruby ~/Library/Application\ Support/mi/mode/
```
を実行してからmiを立ち上げるとRubyモードが利用可能なモードとして加わります．
miの改行コードの変更は，miを立ち上げてメニューバーから「mi」->「モード設定」を選んでください．

の画面が出るので，モードを「Ruby」にして，改行コードを「LF(UNIX)」にして，ウィンドウを閉じてください．以降は，ファイル作成のさいに，「ファイル」->「新規」->「Ruby」で作成すると正しい改行コードが設定されているはずです．
Finderの中でダブルクリックするだけでmiを起動できるようにしたい人は，Rubyソースファイルをmiと関連付けするを読んで設定してください．
情報科学入門: Rubyを使って学ぶ / 配付プログラムの中には練習問題のチェックプログラムが含まれています．たとえば，第1章の練習問題をテストする時には，同じディレクトリに，練習問題で作成したプログラムを教科書で指定されたファイル名で置いて，
```
ruby check.rb ex01.rb
```
と実行すると，関数を与えた時の入力と出力があっていることが確認できます．詳しくは，補足説明 (練習問題確認プログラムの使い方)を御覧ください．

今日の課題

講義中に投票を求められるので，投票システムを使って投票をしてください．
ITC-LMSの掲示板10/26の課題，質問に以下の内容を書き込んでください．プログラムを除いて100文字以上は書き込みをお願いします．
講義で用いた練習問題に対して自分が書いたプログラムと説明．プログラムが正しく動かなかった場合も，動かないプログラムとエラーメッセージを書きこんでください．講義で用いなかった教科書の練習問題に対して書きたい人は書きこんでも構いません．

自宅で自習をする人のために

アルゴリズム入門共通資料の中に講義で使うRuby言語の処理系のインストール法があります．