【第8章】平均を求めるプログラム(1)


 前章で覚えた FOR ~ NEXT制御文を使うと、入力したデータの合計や平均を求めるプログラムができます。この章からしばらくの間、テストの成績処理プログラム(学校のテストにはいい思い出がない方、少しの間がまんしてください)で合計、平均の求め方、ある条件により処理内容が変わる選択処理(次章以後)、変数の再利用以外のもっと高度なデータ再利用の方法を学びます。
 いよいよコンピュータならではのプログラミングに入ります。少しだけお楽しみに(^ ^;

[平均を求めるアルゴリズム]


 アルゴリズムとは、問題解決の手順です。コンピュータのプログラムの世界では、主として計算、代入、条件判断をどのように組み合わせ、どのように繰り返せば目的の仕事ができるか、ということになります。前章までのサンプル程度のプログラムならパソコンの前に座ってチャッチャと作れますが、もう少し長い(規模の大きい)プログラムになると、最初にアルゴリズムを考えてから作り出さないと後で出来上がったプログラムを見直した時、作った本人でさえ何が何だかわからない、グチャグチャなプログラム(プロのプログラマが「スパゲッティプログラム」と呼んでいるヤツです)になってしまうこともしばしばです。ということでここから後はサンプルプログラムをお見せする前に、どのように考えてこのプログラムになったか、というアルゴリズムを示してゆくことにします。


 5人の児童のテストの点数が次のようになっているとします。
   75、80、60、35、95
 この平均点を求めます。この程度の計算なら皆さんなら5つの数字をながめて暗算で 69 点とわかると思います。ところがコンピュータに、5つの数字を見せて「平均は?」と言ってもわからないのです。コンピュータでいくつかの数の平均を求めるなら、1つ1つのデータを加算し、データ件数を数え、全部のデータを加算し終わったら、その値を数えたデータ件数で割る、という何とものんびりとした作業を行うことになります。


図8_1.5人の児童のテストの平均を求めるアルゴリズム
図8-1.5人の児童のテストの平均を求めるアルゴリズム

 このアルゴリズムをコンピュータで実現するのがコンピュータのプログラムであり、Tiny BASIC for Windowsはそのためのツールのひとつということになります。ではサンプルプログラムです(図8-2)。サンプルプログラムの各行に行番号が付いていますが、これは説明用のためのもので、実際にプログラムを作るときには省略してください。以後サンプルプログラムが10行以上になるときにはこのようにします。

        1: PRINT "テストの平均点"
        2: GOKEI=0
        3: NINZU=0
        4: FOR I=1 TO 5
        5:   PRINT I;"番";
        6:   INPUT "点数",TENSU
        7:   GOKEI=GOKEI+TENSU
        8:   NINZU=NINZU+1
        9: NEXT I
       10: HEIKIN=GOKEI/NINZU
       11: PRINT "平均点は";HEIKIN
       12: END

         図8-2.平均を求めるプログラム

 ここでは第2章でやった代入演算子が活躍します(忘れてしまった方は第2章図2-5をもう一度見てください)。
 まず、5~8行目(ループの中)を見てください。
 5行目は「これから入力するのは何番目のデータか」ということを表示しています。誤操作(誤入力)防止のためのものだす。
 6行目でキーボードから点数を入力し、変数TENSUに代入します。
 7行目は今入力した点数を、変数GOKEIに加算しています。
 8行目では入力した件数をカウントしています(この場合、テストを受けた人数)このプログラムでは繰り返しが5回(人数は5人)と決まっているので、このようにデータ件数をカウントするのはあまり意味がありませんが、データ件数がループ変数の終端値と一致するとは限りません(後の章でそういう例が出てきます)。データ件数はループ変数に頼らず別の変数でカウントするようにしましょう。
 7、8行目の代入演算子=の使い方に着目してください。思い出しましたか。代入演算子の意味は「右辺の値を左辺に代入する」命令でしたね。
 この4行は点数の入力がすべて終わるまで繰り返しますから、4、9行目の FOR ~ NEXTで、(今回は)5回繰り返すようにしています。
 では、その他の箇所を見てみましょう。 
 1行目は「何のプログラムか」を表示しています。これはもちろん、誤操作(誤実行)防止策です。
 2行目、3行目はそれぞれ点数の合計、データ件数をカウントする変数ですが、これは処理に先立ち、0にしておく必要があります。なぜかというと、Tiny BASIC for Windowsを始め、多くのBASICではプログラム実行スタート時にすべての数値変数は0、ストリング変数は""(Null、何も入っていない)にリセットされるのですが、プログラミング言語はすべてそうなっているとは限りません。最初にクリアしておかないと何が入っているかわからないという言語もあります。筆者が30年ほど前に使っていたFORTRAN、COBOLなどではそうでした。また今日では、Visual BASICなどのように、最初に使用宣言をしていない変数は使えない、というプログラミング言語もあります。
 合計や平均を求めるプログラムでは、データの合計、データ数カウントのための変数は、最初に0にしておく(ゼロクリア)することを習慣にしましょう

図8-3.実行中(3番目のデータの入力待ち)
図8-3.実行中(3番目のデータの入力待ち)


 図8-3はこのプログラムの実行中です。入力窓は省略します。実行画面には、これから何番目のデータを入れるのかが表示されています。該当データを入れると何番目という表示(INPUT命令の直前のPRINT命令で表示した内容)が消えてしまいますが、これはTiny BASIC for Windowsの仕様なのでどうにもなりません。今後のバージョンアップで改善されることを期待しています。

図8-4.実行結果(平均が計算され表示された)
図8-4.実行結果(平均が計算され表示された)


 データをすべて入力すると平均が計算され表示されてプログラムを終わります(図8-4)

【この章のまとめ】

問題解決の手順のことをアルゴリズムという。

代入演算子=とFOR ~ NEXTループを組み合わせると、入力したデータの合計や平均を求めるプログラムができる。

データを加算する(合計)やデータ件数を数えるための変数は、ループに入る前にゼロクリアしておく

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