10/11 配列による画像の表示, 条件分岐と繰り返し(1)

前回の補足

理由があって他クラス聴講が必要な人は，「履修認定カード」に担当教員がサインする必要があるので，講義の前後か，途中の5分間の休みの間に「履修認定カード」を持って担当教員まで申し出てください．
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.

画像を読み込んで回転させたり色を調整するような、具体的なモノに対するプログラムを扱ってみたい。

A.

講義では「画像をプログラムで作成して表示する」のはやりますが，「画像を読み込んで加工する」「画像をファイルに出力する」部分は教科書にも含まれていません．RMagickというライブラリを使うとできると思いますが，ECCS環境では標準でインストールされていないようです．

Q.

solution1とsolution2 はPASSしたもののPASSの文字列のあとにドットが入っていたのが気になった。

A.

良いところに気がつきましたね．check.rb は同じ関数について2つ以上の入力でテストを実行した時は，「入力数-1」個のドットを表示するようになっています． solution1, solution2 は ex01.rb の中で，以下のように2つの入力でテストするように記述されています．

     ["Ex1.9 g-b", "solution1", "float", 1, 1.0, 1.0, -2.0],
     ["Ex1.9 g-b", "solution1", "float", (-5+Math.sqrt(13))/6, 3.0, 5.0, 1.0],
     ["Ex1.9 g-c", "solution2", "float", (1-Math.sqrt(5))/2.0, 1.0, -1.0, -1.0],
     ["Ex1.9 g-c", "solution2", "float", (-5-Math.sqrt(13))/6, 3.0, 5.0, 1.0],

Q.

質問なのですが、来年以降プログラミングの授業がPythonに統一されるという噂を耳に挟んだのですが、それは本当でしょうか。また、もしそうなった場合、アルゴリズム入門のような授業は来年度Sセメスターにか開講されますでしょうか。

A.

講義中でお知らせしたとおり，今年度のアルゴリズム入門では，いくつかのクラスでRubyの代わりにpython を使う講義を試験的におこなっています．その結果しだいでは，来年度のアルゴリズム入門の講義が Python のみでおこなわれる可能性はあります．「アルゴリズム入門」という講義は「Ruby言語を学ぶ」，「Python言語を学ぶ」ものではなく，「Ruby言語を使ってアルゴリズムについて学ぶ」，「Python言語を使ってアルゴリズムについて学ぶ」ものなので，「Ruby言語を使ったアルゴリズム入門」受講者のために，Python言語を使っただけで同じ範囲を扱うコースを開講することはないと思いますが，(Python言語を使った)発展的な内容を扱うような講義は開講される可能性はあります．そのような講義を受講する場合も，「Ruby言語を使ったアルゴリズム入門」を習得するのは意味があると思います．

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．10/10 12:00現在　90名が登録しています．
ITC-LMSの掲示板10/4課題，質問への書き込みは 10/10 12:00現在で 55名が済んでいます．
yardpound.rb を提出した中には，
```
def feet_to_cm(f,i)
  30.48 * (f + i / 12)
end
```
のように，iが整数の時に i / 12が整数同士の除算(余りを切り捨てる除算)になってしまう人がいました．これは，
```
def feet_to_cm(f,i)
  30.48 * (f + i / 12.0)
end
```
のように書くことで正しいプログラムになります．このような誤りはチェックプログラムを
```
ruby check.rb ex01.rb 
```
のようにして動かしておけば発見できたはずなので，チェックプログラムを動かす習慣をつけてください．
関数 distance の典型的な解答は以下のとおりでした．
```
include(Math)
def distance(x, y, u, v)
  sqrt((x - u) ** 2 + (y - v) ** 2)
end
```
もちろん，\( \sqrt{x} \) は　\( x^{\frac{1}{2}} \) なので以下のように書いても良い．
```
def distance(x, y, u, v)
  ((x - u) ** 2 + (y - v) ** 2) ** 0.5
end
```
なお，上のプログラムの0.5を (1/2) とすると整数同士の割り算で0になってします．
練習問題 1-9-g の quadratic.rb に取り組んだ人も多かった．典型的な解答は以下のとおりでした．　
```
include(Math)
def det(a, b, c)
  b ** 2 - 4 * a * c
end

def solution1(a, b, c)
  (-b + sqrt(det(a, b, c))) / (2 * a)
end

def solution2(a, b, c)
  (-b - sqrt(det(a, b, c))) / (2 * a)
end
def quadratic(a, b, c, x)
  a * x ** 2 + b * x + c
end
```
2a で割る部分を (-b + sqrt(det(a, b, c))) / (2 * a) でなく，(-b + sqrt(det(a, b, c))) / 2 * a と書くと((-b + sqrt(det(a, b, c))) / 2) * a と解釈されて，左から計算がおこなわれるので注意が必要になります．
教科書に書かれている「共通部分を1つの補助関数にする」にこだわるならば，
```
def solsub(a, b, c)
  sqrt(det(a, b, c)) / (2 * a)
end

def solution1(a, b, c)
  -b / (2 * a) + solsub(a, b, c)
end

def solution2(a, b, c)
  -b / (2 * a) - solsub(a, b, c)
end
```
と書けますが，特に簡単にはならないので，この講義では課題の要件から外しました．
-b の代わりに -1 * b とか 0 - b と書いている人もいました．2項演算子の「-」を使って，「x - y」は計算できても，単項演算子の「-」を使って「-x」とは書けないプログラミング言語も考えらますが，Ruby も含めて多くのプログラミング言語では単項演算子の「-」は使えます．
チェックプログラムを動かすためには，ホームディレクトリの下の「algo17」というディレクトリに配布プログラムを展開した上で，そのディレクトリ内に指定された名前でファイルを作成する必要があります．また，関数名も指定された名前で作成する必要があります．

今日の練習，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algo17 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 algo17
```
のようにします．そして，ターミナルを開くたびに
```
cd algo17
```
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algo17を選択します．
ターミナルで，
```
cd algo17
unzip allcode.zip
```
を実行してください．
Finderでallcode.zip をダブルクリックして展開した場合はallcodeというフォルダが下に作られるので、そこのファイルをすべて algo17 のフォルダに移動してください．
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algo17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 algo17

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 ~/algo17 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 ~/algo17
```
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．
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．
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．
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「algo17」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．
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10/11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．