Music and Railway

　ここまでで、当カテゴリーで必要なVB2022の操作は習得できたと思います。本章以後はプログラム作成・修正画面、実行画面は省略します。VB2022の操作がまだ不安な方は、ここまでの章をもう一度復習してください。

　［順次処理と繰り返し処理］

　ここまででやってきたプログラムをもう一度見直してみましょう。コンピュータのプログラムはコンサートや運動会のプログラムと同じで、最初から終わりまで書かれている指示（命令）が順番に実行されてゆくものです。これを順次処理（順処理）といいます。順次処理はコンピュータのプログラミングの基本中の基本です。


図5-1.コンサートのプログラム

　図5-1はピアノリサイタルのプログラムの例です（しつこいようですが管理人の本業は・・・えーい、それもういいから）。音楽会では普通プログラムの順に曲が演奏されます。この例ならベートーヴェン、シューベルト、ドビュッシーの順に演奏されて終わります。よほどの事態が発生しない限りドビュッシーまで終わったところでベートーヴェンに戻ってもう一度全曲演奏されたり、シューベルトかドビュッシーのどちらか一方のみ演奏され他方は演奏されないということはありません。しかしコンピュータのプログラムでは、このようなことはしばしば行われます。同じ処理を繰り返し実行することを繰り返し処理、条件によりどちらか一方の処理のみ実行されることを選択処理といいます。この章では繰り返し処理について学びます。

　まずは簡単な平均を求めるプログラムで繰り返し処理の基本を身につけてください。
たとえば次のような５つの数の平均を求めるとします。
　　　67, 55, 42, 28, 30
　暗算が得意な方なら、これをパッと見て44.4とすぐにわかることでしょう。しかし記憶力も計算速度も人間よりはるかに勝っているはずのコンピュータにはそれができないのです。コンピュータで数の平均を求めるにはひとつひとつの数をエッチラオッチラと足し算していって、その合計をデータ件数で割る、という行程をたどる必要があります。この考え方に基づいたVB2022のプログラムはこうなります。

  1:Dim Gokei As Integer 
  2:Dim Ninzu As Integer
  3:Dim Tensu As Integer
  4:Dim i As Integer
  5:Dim Heikin As Single
  6:Gokei = 0
  7:Ninzu = 0
  8:For i = 0 To 4
  9:    Console.Write(" 点数 = ")
10:    Tensu = Console.ReadLine()
11:    Gokei = Gokei + Tensu
12:    Ninzu = Ninzu + 1
13:Next i
14:Heikin = Gokei / Ninzu
15:Console.WriteLine()
16:Console.WriteLine(" 平均 = " & Heikin)
17:Console.ReadKey()

以後、説明をスムーズに行なうためにプログラムリストに行番号を付けます。上のプログラムリストをコピー＆ペーストで
Sub Main～End Subに貼り付ける場合、面倒ですが、行番号は消してください。

［プログラムの説明］
１～５行目はプログラム中で使用する変数の宣言です。
　　　Gokei　　各々の生徒のテストの点数を加算する（整数型、テストの点は正の整数とします）
　　　Ninzu　　データの数（この場合、受験した生徒の人数）をカウントする（整数型）
　　　Tensu　　キーボードから入力したデータを受け付ける（整数型、テストの点は正の整数とします）
　　　i　　　　　　繰り返しの回数をカウントする（整数型）
　　　Heikin　　計算した平均点を代入する（実数型、割り算が入る以上、結果は少数になることもある）
　　　
　順番が入れ替わりますが、先に８行目の
　　　For i = 0 To 4
　について説明します。ここで ForはPresent for you💓のforではなく「～の間」の意味と考えてください。つまり
　　「変数i の値が０から（１ずつ増加して）４になるまで、以下の処理を繰り返せ」
　ということになります。これが繰り返し処理の指示です。どこまでを繰り返すのか、ということを示しているのが13行目のNext iです。
　これで９～12行目は、i=0 として１回目、i=1 として２回目・・・i=4 として５回目と５回繰り返されます。繰り返される処理内容はこうなります。
９行目：画面に「点数 = 」と表示します
10行目：キーボードから読み込んだデータを変数Tensuに格納します（変数Tensuにキーボードから入力されたデータを保存する、と考えてもＯＫです）
11行目：今、入力されたデータを変数Tensuに加算します
12行目：データの件数を＋１します
　この11～12行目は、数学の先生に叱られてしまいそうな式ですね。＝は数学では等号といい左辺と右辺の値が等しいという意味でした。VB2022に限らずプログラミング言語では＝は条件判定（後述）の場合を除き、統合ではなく代入演算子（右辺の値を左辺に代入する）です。忘れてしまった方は第３章をもう一度復習してください。
　繰り返しを抜けた後は平均の計算です。
14行目：データの合計÷データの件数を変数Heikinに代入（保存）します
15行目：結果を表示する前に１行空けます
16行目：計算結果（ここでは平均）を表示します
17行目：何かキーが押されるまで画面を閉じるのを待ちます

［コンピュータのプログラムならではの書き方］

　繰り返し処理の流れについてはご理解いただけたでしょうか。ではちょっと戻って先程説明を飛ばしてしまった６、７行目です。これらの変数GokeiとNinzuはキーボードからデータが入力される度に、そのデータを加算（足しこみ）し、データ件数をカウントするものですが、これを最初に０としています。そろばんで最初に「ご破算で願いましては」とやる（電卓なら最初にオールクリアキーを押す）のと同じです。どうしてこんなことをしなくてはならないかというと、変数は最初に宣言しただけではそこにどういうデータが入っているかわからない、からです。たとえば１行目でデータの合計をとるGokeiという整数型変数を宣言していますが、宣言した段階でここに100というデータが入ってしまっていて、かつ６行目がなかったらどうなるでしょうか。計算結果は全く誤ったものとなってしまいます（VB2022では数値型変数は宣言した段階で０が、ストリング型変数ではNull""が代入されるようになっているのですが、すべてのプログラミング言語がそうなっているとは限りません。管理人がコンピュータ屋だった頃使っていたCOBOLやFORTRAN言語ではそのような親切なことはやってくれませんでした）。合計をとるための変数は繰り返し処理に入る前に０にしておく、と覚えておきましょう。

［For ～ Nextによる繰り返しの条件］
　For ～ Nextで繰り返し処理の範囲を指定するには
　　　For 数値変数 = 初期値 To 終端値 Step 増分値
　　　Next 数値変数
　という書き方になります。ここで Nextの後の数値変数はForの後の数値変数と同じものにする必要があります。ただしNextの後の数値変数は省略することができます。省略した場合、そのNextはそこからさかのぼっていちばん近いForとペアとみなされます。
　For ～ Nextは「Forの後の数値変数が初期値から始まって増分値ずつ変化し、終端地を越えるまでの間、Nextの手前までの処理を繰り返せ」という指示になります。Step 増分値を省略するとStep 1とみなされます。つまり、次の３つのプログラムはどれも「VB2022」が５回表示されることになります。
　　　　Dim i As Integer
　　　　For i = 0 To 4
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()

　　　　Dim i As Integer
　　　　For i = 3 To 7
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()

　　　　Dim i As Integer
　　　　For i = 4 To 0 Step -1
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()
　次のプログラムは初期値と終端値が同じです。この場合「VB2022」は１回だけ表示されます（For ～ Next内は１回だけ実行されます）。
　　　　Dim i As Integer
　　　　For i = 3 To 3
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()

　次のように初期値が終端値を越えていると「VB2022」は１回も表示されません（For ～ Next内は１回も実行されません）。
　　　　Dim i As Integer
　　　　For i = 3 To 2
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()
［注意］
１）Forの後の数値変数（繰り返しの回数を数えるのでループカウンタとよびます）は特に必要がない限り整数型にしておきましょう。次のプログラムは「VB2022」と10回表示されるかと思いきや実際には９回しか表示されません。この理由については後の章で詳しくお話します。
　　　　Dim i As Single
　　　　For i = 0.1 To 1 Step 0.1
　　　　　　　Console.WriteLine("VB2022")
　　　　Next i
　　　　Console.ReadKey()
２）ループカウンタは参照するのはかまいませんが値を変えるのは慣れないうちはやめておきましょう。具体的には式の右辺に使うのやConsole.Writeline()などで表示するのはかまいませんが、式の左辺に使うのやConsole.Readline()で値を代入するのは避ける方が無難です。
　次のプログラムを実行するとどうなるでしょう。
　　1:　　Dim i As Integer
　　2:　　For i = 11 To 20
　　3:　　　　　Console.WriteLine("ピーターパンは" & i & "歳になりました")
　　4:　　　　　i = 10
　　5:　　Next i
　　6:　　Console.ReadKey()

　実行するとこうなります。


　ループカウンタは11から始まって１ずつ増えて20を越えたら終わるはずです。３行目を見るとConsole.Writelineの(　)の中にループカウンタの i が入っているのでその時点でのループカウンタ i の値が表示されるので「ピーターパンは11歳になりました」「ピーターパンは12歳になりました」 ・・・と表示されてゆき「ピーターパンは20歳になりました」で止まるはずなのですが、実行すると「ピーターパンは11歳になりました」と延々と表示され終わりません。なんでこんなことになってしまうのでしょうか。そうです。４行目に i = 10 があるため（ここを通る度にループカウンタ i に10が代入されてしまうので)、Next iで繰り返しに戻っても i の値は常に11になってしまい終端値の20を超えることはないのです。「ピーターパンは永遠に歳とらない男の子だからこれでいいのだ」ではなく、プログラムのミスでコンピュータが止まらなくなっているのですからこれは立派な暴走です。

［演習２］粗利益の合計を求めるプログラム
　前章の［演習１］で作ったプログラムを改造し、照り扱い商品が５つある場合のそれぞれの粗利益と最後にすべての商品の粗利益合計を求めるプログラム（下図参照）を作りましょう。

図1-1．VB2022の起動画面

　
［実習１］プログラムの作成
それでは、さっそくVB2022でプログラムを作ってみましょう。まずVB2022を起動してください。起動のやり方を忘れてしまった方は前章をもう一度ご覧ください。
　起動すると図1-1のような画面になります。ここで「新しいプロジェクトの作成」をクリックします(*1)。


図1-2．作成するプロジェクトの言語とプロジェクトタイプを選ぶ

　次に図1-2.のような画面になります。ここでプロジェクト作成に使用するプログラミング言語(*2)を選びます。画面上の「言語」をクリックします。するとさらにメニューが開きます。この中からVisual Basicをクリックします。次にVB2022で作成できるプロジェクトタイプの一覧が出るので、この中からコンソールアプリ（.NET Framework）を選び（ただのコンソールアプリと間違えないように）画面右下の「次へ」をクリックします。すると図1-3のような画面に変わります。

図1-3．プロジェクトに名前を付ける

　これから作成するプロジェクト（プログラム）に名前を付けます。このまま「次へ」をクリックするとVB2022が自動作成した名前（この例の場合ConsoleApp1）になります。名前は何でもいいのですが、半角英数字でなるべく後で見てわかりやすい名前にしておくことをおすすめします。今、ここではこの自動作成された名前を使うことにします。
その下の方に「ソリューションとプロジェクトを同じディレクトリに配置する」というオプションがあります。現段階では、ここにチェックが入ってなかったら入れておくことにします。ここまで準備が出来たら画面右下の「作成」をクリックしてください。図1-4の画面になります。


図1-4．プロジェクト（プログラム）作成画面

　さあ、いよいよプログラムを作りますが、その前にひとつご注意を。すでに入っている図1-4のこの４行は変更したり削除しないでください。これらの意味は現段階ではわからなくてもけっこうです。今のところは自分で作るプログラムはSub Main()とEnd Subの間に書き込む、という理解でかまいません。

Module Module1

Sub Main()
　　　ユーザーが作るプログラムはこの間に書き込みます
End Sub

End Module

　では、Sub Main()とEnd Subの間に、下のプログラムを書き込みましょう。えっ？ちょっと待って、書き込める行は１行しかないけど、とあわてなくて大丈夫です。１行入れたらEnterキー（またはリターンキー）を押せば次の行が自動で生成されます。Wordやメモ帳の操作と同じです。キー入力が苦手な方は、下の４行をコピー＆ペーストしていただいてもけっこうです。

Console.WriteLine("Hello! VB2022")
Console.WriteLine(3 + 5)
Console.WriteLine(3 - 5)
Console.Readkey()


図1-5．プログラム作成画面
　これでプログラムが入りました（図1-5）。ではさっそく実行してみましょう(*3)。ちょっと待ったぁ！（なんだよ、急に）。
　作ったプログラムは実行前に必ず保存(Save)しましょう。なぜかというと、万一、プログラムにミスがあってコンピュータが暴走(*4)してしまったら、通常はコンピュータを強制再起動するか、強引に電源を切るしかなくなります（かなり無茶ですが）。そしてそうなった場合、今入れていたプログラムはすべて消えてしまいます（この理由は後に学びます）。今回のサンプルプログラムは高々４行ですから消えたら消えたでもう一度入れなおせばいいのですが、これがもし実務で使用するプログラムや研究データの分析プログラムで500行にも及ぶ長いプログラムだったら・・・もう、空を見上げて泣くしかありません(*5)。

　なのでプログラムは保存してから実行、これは初心のうちから習慣づけてください。(*6)




図1-6．プログラムの保存と実行開始画面

　プログラムを保存するには、画面左上の「ファイル」をクリックし、開いたサブメニューの中の「すべて保存」をクリックします（図1-6）。プログラムの保存のしかたはいろいろなものがあるのですが、VB2022のことを熟知するまでは「すべて保存」を使用してください。
　プログラムの保存が出来たら実行してみましょう。画面上部の真ん中あたりにある「開始」をクリックしてください。プログラムが実行され、図1-7のような画面が別ウィンドウで表示されたと思います。

図1-7．プログラムの実行結果画面

［プログラムの解説］
　では、今作ったプログラムを１行ずつ見ていきましょう。今回のサンプルでは

Console.WriteLine（　　）
というのがたくさん出てきますが、これはコンソール（操作卓、お使いのパソコンのこととお考えください）に１行で表示する「命令」です（VB2022では「関数」というのが正しい言い方ですが今のところコンピュータに指示を与える命令という理解でＯＫです）。Write（書く）という言葉を使っていますがコンピュータが鉛筆持って何か書くわけではなく、「画面に表示せよ」という意味です。
　何を表示するのかは続く（　　）内で指示します。"Hello! VB2022"という指示ならコンソールにHello! VB2022と表示します。この"　"で囲まれた部分をコンピュータプログラミングの世界ではストリングとか文字列と呼びます。
(　　)の中がストリングではなく計算式ならその計算結果を表示します。3 + 5ならその計算結果の８を、3 - 5ならー２と表示します。注意することは計算式の場合は"　　"で囲んではいけません。 "3 + 5" のようにやってしまうとこれはストリングになってしまい、画面には計算結果の８ではなく 3 + 5 と表示されてしまいます。
　最後の１行の Console.Readkey() はコンソールから１文字分の入力を受け付ける（パソコンのキーボードからです）命令ですが、これがないと実行終了と同時に実行結果画面が閉じてしまうために付け加えてあります。当分の間、プログラムの最後にはこれを付けることにします。

　実行結果と照らし合わせてプログラムの内容が確認できたら、マウスカーソルを実行結果画面（背景が黒いウィンドゥ）のどこかに持っていって任意の英数字キー、またはスペースキーかENTERキー（RETURNキー）を押してください。これで実行画面が閉じます（この操作は当カテゴリーで作成するほとんどのプログラムに共通します）。
　では、今日の実習はここまでにしておきますので、VB2022を終了しましょう。終了の仕方はVB2022の画面右上の×印をクリックするか、左上の「ファイル」をクリックし、開いたメニューの一番下にある「終了」をクリックします（図1-8）。WordやExcelなどの終了と同じです。


図1-8．VB2022の終了方法

［コンソールアプリで入門する理由］
　ここではプロジェクトの種類にコンソールアプリケーションを選びました。コンソールアプリケーションはコマンドライン上で動くプログラムで、画像や文字飾り等は扱えません。VBで作成したアプリケーションというと図1-9のようなものを思い浮かべる方が多いと思います（思い切り筆者の趣味が入ったサンプルでごめんなさい💦）。これはWindowsフォームアプリケーションといい、画像や文字飾りが使え、画面レイアウトも好きなようにできます。せっかくVB2022を覚えるならWindowsフォームアプリケーションをやりたい、その気持ちはよくわかります。ただ、Windowsフォームアプリケーションが作れるようになるためには、やれ、コントロールだ、プロバティだ、オブジェクトだとプログラミング以前にフォームデザインの部分で覚えなければならないことがドカンと出てきてしまって、本カテゴリーの目的からどんどん外れていってしまうのです。ここを読んでくださっている皆さんがこの勉強のために１日２時間以上、１か月以上の時間・期間を割けるのならそうするのですが、このカテゴリーは短期間（せいぜい１週間）、１日30分ほどの勉強でプログラミング的思考とコンピュータの基本を身につけなければならない方々を対象としたものです。
　ということで本カテゴリーでは始めはプログラミングの基本をすぐ学べるコンソールアプリケーションを使うことにします。

図1-9．Windowsアォームアプリの例
（注）
(*1)現段階では、VB2022ではプログラムのことはプロジェクトと呼ぶ、という理解でかまいません。
(*2)コンピュータに命令を与える言葉のことです。詳細は後で学びます
(*3)作ったプログラムで実際にコンピュータを動かすことを、コンピュータ屋さんはしばしば「実行する」とか「走らせる」という言い方をします。慣れておいてください。
(*4)コンピュータがブワンブワンとエンジンを鳴り響かせて走り出すわけではなく、誤動作によりキー入力やマウスクリックを受け付けなくなる状態のことです。
(*5)Windows10上でVB2022で作るプログラムではそこまで危険なことには普通ではなりませんが、それでも作業中にメモリ不足でコンピュータがフリーズしてしまって再起動を余儀なくされることはあります。
(*6)保存(Save)はプログラム作成途中でもできます。長いプログラムを作るときは、途中でこまめに保存しましょう。