プログラミング基礎 II

第八回 (2011年11月21日)

関数

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2011/PB2/lecture8.html

Martin J. Dürst

今日の予定

前回の復習・演習・宿題
関数の目的
引数と戻り値
関数と変数
演習

参考書

参考書のリスト

前回の演習 2

提出: 11月18日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に mountain.rb として投稿

最初の行が '*' 一文字、次の行が '*' 二文字などで30行の山を出力するプログラムを作成しなさい。

範囲、Array#collect などを活用しなさい。全体を用意した後に、一個の puts で出力しなさい。while は禁止。

正解例: mountain.rb

前回の演習 3

提出: 11月18日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に pattern.rb として投稿

演習 2 よりもっと面白い模様を作りなさい。

プログラムの先頭にコメントで仕組を説明しなさい。

「Start Command Prompt with Ruby」のウィンドーバーの右クリックのプロパティでフォントをできるだけ小さく、レイアウトでウィンドウの幅や高さをできるだけ大きくした方が面白い模様が作れる。

二人以上の学生から同様の模様を作るプログラムが提出されているときに減点の対象となる。

正解例: pattern.rb, circle.rb

関数の目的

プログラムがどんどん複雑になる
分かりやすいプログラムが望ましい
プログラムを小さい部分に分けたい
それぞれの部分にはっきりした役割を与えたい
これは関数の目的
一回作った関数は再利用も可能
これによってプログラムが更に簡単になる可能性

関数の書き方

一般的な形:

def 関数名 (引数)
  処理
end

応用例:

def bmi (weight_kg, height_cm)
  weight_kg / (height_cm/100.0)**2
end

関数の書き方の詳細

関数は def で定義
def と end が対、その間の行は字下げ
関数の名前 (関数名) は小文字で始まり、他の関数の名前とダブらない
同名の関数と変数 (できれば避けるべき) の場合、変数が優先される
関数名は分かりやすいように書く
関数はプログラムの本体の前や別のファイルに書くのが普通

関数の使い方

一般的な形:

関数名(引数)

応用例:

my_bmi = bmi(50, 160)

注意: ( の前はスペース無し

一部は括弧なしでも可能:

my_bmi = bmi 50, 160

引数

関数に値を渡すには引数 (ひきすう) を使用
引数では
- 値を受け取って、関数の中で使えるようにする仮引数
- 実際に渡される実引数
を区別
実引数に可能なもの:
- 直接書いた値 (例: bmi(50, 160))
- 変数 (例: bmi(weight, height))
- 式 (例: bmi(50, height_m*100))
全ての場合、値が関数に渡される

戻り値

関数の最後の処理の結果は関数の呼び出しの値となる
これを「戻り値」という

「最後の処理」の実例:

def bmi (weight_kg, height)
  if height > 20    # height in cm
    weight_kg / (height/100.0)**2
  else              # height in m
    weight_kg / height**2
  end
end

変数の範囲

(scope)

変数は最初の代入以降に使用可能
各関数内は別の範囲
- ある関数内の変数 a と関数外の変数 a は同名でも完全に別物
- ある関数内の変数 a と別の関数内の変数 a は同名でも完全に別物
- 関数とのデータのやり取りには引数と戻り値を使うしかない
関数内の変数には仮引数も含まれる

演習 1

提出: 11月25日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に famous_def.rb のファイルとして投稿

以前に famous_sort.rb として作ったプログラム (正解例でも可) で、BMI の計算の関数を追加し、この関数を利用しなさい。

演習 2

提出: 11月25日 (金曜日) 22:00 までに Moodle に chess_board.rb のファイルとして投稿

次の模様を簡単に作れる関数を作りなさい (模様の各行は文字列で、模様全体は行を配列):

uniform(文字, 高さ, 幅): 高さ、幅の大きさの文字の長方形の模様
empty(高さ, 幅): 高さ、幅の大きさの空 (スペースだけ) の模様
glue_horizontal(左の模様, 右の模様): 二つの模様を左右につなぎ合わせた模様 (ヒント: zip, collect)
glue_vertical(上の模様, 下の模様): 二つの模様を上下につなぎ合わせた模様
double_horizontal(模様): 同様の模様を左右に二つつなぎ合わせた模様
double_vertical(模様): 同様の模様を上下に二つつなぎ合わせた模様

この関数を使って、一マスが高さ5、幅8 のチェスボードを作成、画面に出力するプログラムを作りなさい。

ヒント:

関数はいずれも非常に短く
関数の中に他の関数を使うのが有効 (例: empty を uniform を使って定義)
データ (模様) の表現の統一が大事 (行は文字列、模様は文字列の配列がよい)

演習 3

(提出不要)

以前作った模様、知り合いなどが作った模様、これから作りたい模様が簡単で便利に作れる関数をいくつか考えなさい

来週の予定

30分程度のミニテスト

内容: 今まで授業で習ったこと (資料、書込み、演習など)

準備にお勧め: irb で各演算子、メソッドなどを試し尽くす