プログラミング基礎 II

第十二回 (2011年12月19日)

プログラム開発

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2011/PB2/lecture12.html

Martin J. Dürst

© 2007-11 Martin J. Dürst 青山学院大学

今日の予定

• 前回の復習と演習
• 開発方針
• 便利なイテレータ: inject、group_by
• 演習

これからの予定

• 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

補講についての注意

前回の演習 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)

正解例: famous_hash.rb

前回の演習 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

正解例: words.rb

プログラム開発

• 開発方針の大切さ
• トップダウン開発
• ボトムアップ開発
• テストベース開発

開発方針の大切さ

• 「大きい」プログラムを作るにあたって、どこから始めればいいのかなかなか不明
• 全体を一気に見渡すのが困難
• 開発方針を考えた方がいい

トップダウン開発

• 全体の大まかなプログラム構造から細かいところへと進む
• 具体例: まずプログラムを大幅に三つの段階に分割
  • 入力
  • 計算
  • 出力
• Ruby から使える機能
  • コメント (コメントだけで先ず構造を明確に)
  • 関数、メソッド (プログラムの大きな部分をそれぞれ関数に委託)
  • 関数の疑似的実装 (例: def bmi(h,w) 20 end)
  • クラス、インスタンス (プログラム内にある役割を担当する部分をクラスに)

ボトムアップ開発

• 部分的な課題に少しずつ個別に対応
• それぞれの部分ができたら組み合わせて全体を構築
• 具体例: BMI の計算など
• Ruby から使える機能:
  • irb: 難しいと思われる部分を簡単なデータで試用
  • 関数、メソッド、クラス

テストベース開発

1. 一部の機能のテストを作成
2. テストの失敗の確認
3. テストを通過できるように実装
4. テストの成功の確認

1. から 4. の繰り返し

特長: テストが財産として残り、プログラムの改正時に役に立つ

Ruby から使える機能:

• スクリプト言語機能: 特殊テストの自動化
• ユニットテストの枠組み (require 'test/unit')

便利なイテレータ: inject

• 用途: 配列の要素を一つにまとめる
• ブロックの内容: 二つの内容のつなぎ合わせ
• 応用例 1 (合計):

  sum = [1, 2, 3, 4].inject(0) do |memo, n|
    memo + n
  end

• 応用例 2 (積):

  product = (1..10).inject(1) do |memo, n|
    memo * n
  end

• inject の引数は出発点 (ない場合は最初の要素)
• memo は今までつなぎ合わせた結果

便利なイテレータ: group_by

• 用途: 配列の要素を何かの項目で分割
• ブロックの内容: 分割項目
• 結果: 分割項目から要素の配列へのハッシュ
• 応用例 1 (偶数・奇数):

  (1..10).group_by do |n|
    n % 2
  end
  { 0 => [2, 4, 6, 8, 10], 1 => [1, 3, 5, 7, 9] }

• 応用例 2 (肥満度):

  famous_people.group_by do |person|
    person.danger
  end

発展技術: 引数としてのブロック

仮引数のときの書き方: def my_method (x, y, &block)

実引数の使い方, その一: block.call (ブロックを関数のように呼び出す)

実引数の使い方, その二: sort_by &block (ブロックを別のイテレータに渡す)

演習 1

提出: 12月23日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_stats.rb のファイル名で投稿

注意: 12月23日は祝日のため、大学のパソコンは使えません

有名人のデータから次の統計を計算し、出力しなさい。

• 肥満度 (height, weight, normal, obese) ごとに人数、平均の体重、平均の身長、平均の BMI
• 全体の人数、平均の体重、平均の身長、平均の BMI

注意: 肥満度ごとにプログラムをコピペしないで、イテレータを使う

ヒント:

• group_by で肥満度ごとに分割
• inject で体重などの合計を計算

発展問題: 平均を計算できる関数を作って使う

演習 2

提出: 12月30日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に投稿

注意: 12月23日以降は大学のパソコンは使えません

これから自分が書きたいプログラムの概要・応用を文書 (.txt ファイル) で説明しなさい。

条件:

• 今までこの授業でやったプログラムと基本的に似ているもの
• 今までこの授業でやったプログラムより異なり、さらに少し発展したもの
• データが簡単に手に入って、授業の一環として使えるようなもの

次回への準備

授業全体の内容を復習し、分からない部分をリストアップ