航空機が安全性をどれほど真剣に考えているかについて。
+
, -
, *
, //
, %
, /
, **
a = 1 b = 0 while b < 5: a = a * 2 b = b + 1 print(f"a={a}")
x = 0 y = 32 while y > 1: x = x + 1 y = y // 2 print(f"x={x}")
i = 0 while i <= 10: print(f"i={i % 3}") i = i + 1
ok = 0 while ok == 0: x = int(input("password?")) if x == 1234: print("good") ok = 1 else: print("bad")
ある条件式があるとき、その条件式の「否定」は以下のようにして表せる:
if not (条件式1): 条件式1が真でないときに実行される文 ...
if not (x < 0): print("x is non-negative.")これは、以下と同じである:
if x >= 0: print("x is non-negative.")
つぎの not
を含んだ条件式を、
not
を含まない条件式に直せ:
not (a != b)
not (y > x)
not (1 <= 0)
複数の条件式を and
、or
演算子によって
組み合わせることができる。
if (条件式1) and (条件式2): 条件式1および条件式2の両方が真のときに実行される文 if (条件式1) or (条件式2): 条件式1または条件式2の一方が真のときに実行される文
if (a < 0) and (b < 0): print("both a and b are negative.")
if (10 <= x) and (x <= 20): print("x is between [10,20].")
if (0 < a) or (0 < b): print("either a or b is positive.")
if (x < 10) or (20 < x): print("x is out of [10,20].")
if ((10 <= x) and (x <= 20)) or (y == 0): print("x is between [10,20] or y is zero")
if (a == 1) and (a != 1): print("impossiburu!")
a=2
かつ b=-1
のとき、
(0 < a) and (0 < b)
は成り立つか?
a=3
かつ b=4
のとき、
(0 < a) or (0 < b)
は成り立つか?
(i <= 10) and (i <= 20)
を簡単にせよ。
not ((x == 0) and (y == 0))
を
and
ではなく or
を使って表せ。
たとえば以下のようなプログラムを考えてみる:
# 3人の得票数をゼロにする。 a = 0 b = 0 c = 0 x = 1 while x != 0: # 数をひとつ入力する。 x = int(input("vote?")) if x == 1: a = a + 1 # 1が入力された場合。 elif x == 2: b = b + 1 # 2が入力された場合。 elif x == 3: c = c + 1 # 3が入力された場合。 # 3人の得票数を表示する。 print(f"a={a}") print(f"b={b}") print(f"c={c}")
if〜else
のパターンをさらに発展させたもの。
if 条件式1: 条件式1が真であるときに実行される文 elif 条件式2: そうではなく、条件式2が真であるときに実行される文 elif 条件式3: そうではなく、条件式3が真であるときに実行される文 ... else: どの条件式も真でなかったときに実行される文
elif
句は else
+ if
を
ひとつにまとめたもので「そうではなく…」という意味を含んでいる。
個々の elif
は上から見ていくため、最初に真であった条件式に
対応する部分が実行され、それ以降の部分は実行されない。
たとえば
if 条件式1: print("X") if 条件式2: print("Y")は、条件式1 および 条件式2 が両方成り立つ場合、
print("X")
および print("Y")
の両方が実行されるが、
if 条件式1: print("X") elif 条件式2: print("Y")の場合は、
print("X")
しか実行されない。
なぜなら 条件式1 が成り立っている時点で、
もう「そうではなく」ないので、それ以降の
elif
句がチェックされないからである。
上の例では、候補者それぞれに
a
, b
, c
という変数を使っていた。
もし候補者が10人とか、100人だったらどうする?
v1 = 0 v2 = 0 ... v100 = 0 ... if x == 1: v1 = v1 + 1 # 1が入力された場合。 elif x == 2: v2 = v2 + 1 # 2が入力された場合。 ... elif x == 100: v100 = v100 + 1 # 100が入力された場合。
ここでは、a
や v1
などの決まった名前の変数ではなく、
「“i番目の変数”に代入する」などと言えるようにしたい。
これを可能にするのが リスト (list) である。
(一般的には、配列 (array) とか ベクタ (vector) などとも呼ぶ。)
リスト名 = [0, 0, ...]
… リストを準備する。
リスト名[i]
… リストの i番目の値を変数に入れる。
リスト名[i]
= 変数名 … 変数の値をリストの i番目の要素に入れる。
リスト名 = リスト名 + [0, 0, ...]
… 2つのリストを連結する。
len(リスト名)
… リストの長さ (要素の数) を計算する。
a = [0, 0, 0, 0]
a[0] = 4
a[1] = 6
a[2] = 4
a[3] = 9
x = a[1] # x は 6 になる
リストの中の各変数を 要素 (element) と呼ぶ。
また、リストの要素はつねに 0番目から始まる。
なお、[ ]
のようなカッコを ブラケット (bracket) という。
a = [4, 6, 4, 9] print(a[0], a[1], a[2], a[3])
リストの中身を直接書いてもよい。
a = [4, 6, 4, 9] i = 0 while i <= 3: print(a[i]) i = i + 1
ループの中でリストを使うことにより、
リストa
の i番目の要素 を表示できる。
なお、このときの i
のような値を、添え字 (index) と呼ぶ。
b = [4, 6, 4, 9] x = 0 while x <= 3: print(b[3 - x]) x = x + 1
リストの添え字として、式を使ってもかまわない。 また、リスト名や添え字として任意の変数名を使うことができる。
a = [4, 6, 4, 9] print(a[7]) # エラー! a[4] = 2 # エラー!
存在しない要素を代入・参照することはできない。 また、添え字はつねに 0 から始まるので、 4個の要素があるリストの場合、添え字の範囲は 0 〜 3 である。
a = [4, 6]
b = 9
print(a + b) # エラー!
リスト名と変数名は区別すること。 一般的には、リストと通常の整数を演算することはできない。
a = [4, 6] b = [4, 9] c = a + b
リストどうしは +
演算子を使って連結することができる。
z = [4, 6, 4, 9, 7]
print(len(z)) # 5を表示する。
len()
関数を使うことで、リストの長さを知ることができる。
e = []
print(len(e)) # 0を表示する。
要素がひとつもない「空のリスト」というものも存在する。
## 投票集計プログラム # 3人の得票数をゼロにする。 votes = [0, 0, 0] x = 1 while x != 0: # 数をひとつ入力する。 x = int(input("vote?")) # x番目の得票数を増やす。 votes[x] = votes[x] + 1 # 3人の得票数を表示する。 i = 0 while i < 3: print(votes[i]) i = i + 1
vote2.py
を入力・実行せよ。
正しく動くか?
リストはコンピュータにおける 処理の中心ともいえる機能であり、さまざまな用途が存在する。
# ベクトルの計算 p = [-2, 3] # (X座標, Y座標) q = [1, 4] # (X座標, Y座標) r = [p[0]+q[0], p[1]+q[1]] # ベクトルの和 n = p[0]*q[0] + p[1]*q[1] # ベクトルの内積
## 座席予約システム ## 0〜4 の座席番号を与える。 # 5個の座席を仮定する。 seats = [0, 0, 0, 0, 0] while True: # 0 < 1 などと同じ (永久にくりかえす) # 座席番号を入力する。 n = int(input("seat?")) if seats[n] == 0: # 空席の場合。 print("available.") # その席を「占有」にする。 seats[n] = 1 else: # ふさがっていた。 print("unavailable.")
つまるところ、画像とはピクセルの列である。 ひとつの数字を「ピクセル」と考えると、これは数値のリストで表せる。
# アニメーションをおこなう import time img = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0] # 最初の画像。 img[0] = 1000000000000000000000000000 img[1] = 1000000000110000110000000000 img[2] = 1000000000110000110000000000 img[3] = 1000000000000000000000000000 img[4] = 1000001100000000000011000000 img[5] = 1000000110000000000110000000 img[6] = 1000000011000000001100000000 img[7] = 1000000000111111110000000000 img[8] = 1000000000000000000000000000 img[9] = 1000000000000000000000000000 t = 0 while t < 30: i = 0 # img[0] 〜 img[9] を表示。 while i < 10: print(img[i]) i = i + 1 # img[0] 〜 img[9] をずらす。 while i < 10: img[i] = img[i] // 10 i = i + 1 time.sleep(0.1) t = t + 1
# 落第者リスト rakudai = [1234, 4567, 7890, 1111, 9999] # 学籍番号を入力する gakuseki = int(input("gakuseki?")) i = 0 while i < 5: # どれかの番号に一致したら留年。 if gakuseki == rakudai[i]: print("あなたは留年です。") i = i + 1
maxi.py
を完成させ、
T2SCHOLA から提出せよ。
このプログラムの方針:
i
= 0〜3 までループする。
maxi
番目の数と i
番目の数を比較する。
i
番目の数のほうが大きければ、maxi
の値を更新する。
# リストの最大値を求める a = [-3, 8, 19, -4] maxi = 0 i = 0 while i < len(a):??? ...print(f"max index = {maxi}") print(f"max value = {a[maxi]}")
frac.py
を完成させ、
T2SCHOLA から提出せよ。
今回はプログラム本体のファイルのみを提出すればよい。
ただし、以下のものを必ずPythonコード中に
コメントとして含めるものとする (T2SCHOLAのコメント欄ではない) :
これは入力した値 x に対して、 1 ÷ x の小数部分を表示するものである (x > 1 とする)。
## 筆算を使って10進数の割り算をおこなう ## 入力された値xに対して1/xの小数を表示する。 ## バグ: 循環小数だと永久に止まらない。 a = 1 x = int(input("x?")) a = a % x # 余りがゼロになるまで続ける。 while a != 0: a = a * 10 d = a // x # 商を求める。 a = a % x print(f"digit={d}, remainder={a}")
まず、上のプログラムを実行してみよう。
$ python frac1.py x?4 digit=2 remainder=2 digit=5 remainder=0 (つまり 1÷4 = 0.25) $ python frac1.py x?1000 digit=0 remainder=0 digit=0 remainder=0 digit=1 remainder=0 (つまり 1÷1000 = 0.001) $ python frac1.py x?256 digit=0 remainder=10 digit=0 remainder=100 digit=3 remainder=232 digit=9 remainder=16 digit=0 remainder=160 digit=6 remainder=64 digit=2 remainder=128 digit=5 remainder=0 (つまり 1÷256 = 0.00390625) $ python frac1.py x?3 digit=3 remainder=1 digit=3 remainder=1 digit=3 remainder=1 digit=3 remainder=1 ...
完成版では、以下のように表示されるものとする:
$ python frac.py x?3 digit=3 remainder=1 digit=3 remainder=1 junkan $ python frac.py x?7 digit=1 remainder=3 digit=4 remainder=2 digit=2 remainder=6 digit=8 remainder=4 digit=5 remainder=5 digit=7 remainder=1 digit=1 remainder=3 junkan
## 筆算を使って10進数の割り算をおこなう ## 入力された値xに対して1/xの小数を表示する。 ## 循環小数を検出して止まる。 a = 1 x = int(input("x?")) a = a % x # 20個分の余りを記録できるようにする。 r = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] # 余りがゼロになるか、循環するまで続ける。 while ??? : a = a * 10 d = a // x # 商を求める。 a = a % x print(f"digit={d}, remainder={a}")??? ...if 循環した: print("junkan")
画面があっという間にスクロールしてしまうとキツイので、 作業中は以下のようにするとよい:
time.sleep(1)
を入れて、表示を遅くする。
import time ... while a != 0: ... print(f"digit={d}, remainder={a}") time.sleep(1)
i = 0 ... while a != 0 and i < 20: ... i = i + 1