プログラミング基礎 II

第十一回 (2011年12月12日)

連想配列

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2011/PB2/lecture11.html

Martin J. Dürst

今日の予定

これからの予定
前回の復習と演習
配列の問題点
連想配列
定数
演習

これからの予定

12月19日 (月): 12回目の授業
1月16日 (月): 13回目の授業
1月19日 (木曜日3限、補講): 14回目の授業
1月21日~2月3日: 期末試験

前回の復習

attr_reader, attr_writer, attr_accessor でインスタンス変数にアクセスするメソッドを簡単に作成
メソッドは class ... end 内に def ... end で定義した関数
メソッドではインスタンスのデータ (インスタンス変数) が使えるため、引数は少なくてよい

前回の演習 1

提出: 12月9日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_accessors.rb のファイル名で投稿

以前作った famous_people.rb (正解例でも可能; 以前「発展問題」で行った danger を含む) を famous_class.rb で使った class Person に置き換え、必要なアクセスメソッドを追加する。アクセスメソッドの一部は「手作り」、一部は attr_... で書く。

ヒント: 必要以上のアクセスメソッドは作らない

ヒント: 「掃除」されたデータファイル famous_cleaned.txt をダウンロードして使用

正解例: famous_accessors.rb

手書きアクセスメソッドだけ: famous_accessors_by_hand.rb

自動生成アクセスメソッドだけ: famous_accessors_only.rb

前回の演習 2

提出: 12月9日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_methods.rb のファイル名で投稿

演習 1 のプログラムで bmi と danger の計算を関数からメソッドに変更しなさい。更に、出力一行を文字列として返すメソッドも作りなさい。

ヒント:

クラスのメソッド内に同じインスタンスの別メソッドを呼ぶときはメソッド名だけで十分 (例: if bmi <= 18.5)
同一のメソッドの繰り返しの呼び出し (例: bmi) による同一の値の計算の無駄は気にしない様に
attr_... は attr_reader (インスタンス変数一つ) に減らされる

正解例: famous_methods.rb

前回の演習 2 の書換え

変数無し:

readlines.collect do |input_line|
  Person.new(input_line)
end.sort_by do |person|
  person.weight
end.each do |person|
  puts person.output_line
end

do ... end を { ... } に変更:

readlines
 .collect { |input_line|  Person.new(input_line) }
 .sort_by { |person|  person.weight }
 .each { |person|  puts person.output_line }

famous_cascade.rb

プログラムの書き換えについて

作文と同様に、プログラムは読みやすい方がいい
読みやすさ (可読性) のため、プログラムを書き換える
読者は今の自分でけでなく、将来の自分と他人
機能を一切変更しない
短いプログラムはすっきりして読みやすい
短すぎるプログラムは読みにくい (特に変数名など)
プログラムが遅いときも書き換えを試みる
しかし、遅くないプログラムでは早さを気にしないこと

配列の限界

データが順番に列挙
番号以外でデータを探すのが困難
大きい番号 (例: 学生番号) は使いにくい
(メモリ不足)

配列の限界の具体例

月名の配列:

month_names = [nil, 'January', 'February', 'March', 'April',
                    'May', 'June', 'July', 'August',
                    'September', 'October', 'November', 'December']

month_names[12] → December

逆のものが欲しい:

month_numbers['December'] → 12

配列では不可能

連想配列の具体例

month_numbers = { 'January' => 1, 'February' => 2, 'March' => 3,
                  'April' => 4, 'May' => 5, 'June' => 6,
                  'July' => 7, 'August' => 8, 'September' => 9,
                  'October' => 10, 'November' => 11, 'December' => 12 }

使用例:

month_numbers['December'] → 12

連想配列

(associative array)

キー (key, 鍵) から値 (value) への写像を提供
配列と違って、キーには様々なクラスが使用可能
多くの応用がある
Ruby でクラス名が Hash (ハッシュ)
連想配列の代わりにもよく「ハッシュ」が使われる

連想配列の例

月名 → 月番号
曜日 → 日替わり定食
英単語 → 日本語の単語など
単語 → 頻度

連想配列の定数

波括弧 ({ と })で囲む (配列は [ と ])
要素をコンマで区切る (配列と同様)
キーと値を => で結ぶ (配列では不要)
空の連想配列: { } (又は Hash.new)

連想配列の使用と変更

使用 (値の取出し):

一般的な形: ハッシュ[キー]

具体例: month_numbers['December']

変更 (値の変更又は要素の追加):

一般的な形: ハッシュ[キー] = 値

具体例: month_numbers['December'] = 12

要素の削除:

一般的な形: ハッシュ.delete(キー)

具体例: month_numbers.delete('December')

連想配列のメソッド

要素 (キー) の存在: ハッシュ.has_key?(キー)

すべてのキー: ハッシュ.keys (→ 配列)

すべての値: ハッシュ.values (→ 配列)

定数

プログラム全体を通して使いたい
変更は必要ない
Ruby で定数名は大文字で始まる
クラス名も定数

具体例: Translation = { 'height' => '身長', 'normal' => '普通体重', ...}

演習 1

提出: 12月16日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_hash.rb のファイル名で投稿

以前作った famous_method.rb (正解例でも可能) に連想配列を追加し、出力する文字列 (height, weight, normal, obese など) を日本語に置き換えるようなプログラムを作成しなさい。

ヒント:

class Person の前に連想配列を Translation という名前の定数で用意
#{Translation[...]} で output_line メソッド内で使用

発展問題: 複数の言語が使えるようにする (ハッシュのハッシュ)

演習 2

提出: 12月16日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に words.rb のファイル名で投稿

英語などの文書の入力 (< ファイルまたは直接入力) を行と単語に分解し、それぞれの単語の数を数えて、アルファベット順にきれいに出力しなさい。

入力例: Ottos Mops, President Obama's speaches

ヒント: 文字列の delete メソッドで ,.!?;:'" など記号を取り除く

ヒント: スペースを区切りに単語に分割

ヒント: 大文字・小文字の差をなくす

ヒント: 単語を最初に見つけるときともう一つ見つけるときの処理を分ける

発展問題: 単語の頻度順で出力