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情報の表現

情報の表現. 【 キーワード 】 変数，変数定義，構造体， 構造体のコンストラクタ， 構造体のセレクタ，構造体定義， 単純型，複合型. 1. 変数. 変数名　＝　値に付いた名前. Ｘ. 変数名. apple. 文字列オブジェクト. Ｎ. 変数名. 5. 数値オブジェクト. 変数定義の一般形. (define ( ＜変数名＞ ＜式＞ ). 変数定義の例. ( define X ( * 3.14 10 10 )). π=3.14 で近似. 3. 3. 式と評価結果. 式. 評価結果. 式. 評価結果. 式. 評価結果. 式と評価結果.

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Presentation Transcript

  1. 情報の表現 【キーワード】変数，変数定義，構造体，構造体のコンストラクタ，構造体のセレクタ，構造体定義，単純型，複合型 1

  2. 変数 変数名　＝　値に付いた名前 Ｘ 変数名 apple 文字列オブジェクト Ｎ 変数名 5 数値オブジェクト

  3. 変数定義の一般形 (define (＜変数名＞ ＜式＞) 変数定義の例 (define X (*3.14 10 10)) π=3.14で近似 3 3

  4. 式と評価結果 式 評価結果 式 評価結果 式 評価結果

  5. 式と評価結果 式 評価結果 関数も「値」なので， 変数に結びつける ことができる 評価結果 変数に結びつけられるのは，「一般の式」ではなく 値であることに注意！　

  6. Racket での関数名や変数名や構造体名のルール Scheme では関数名や変数名に数字や英記号を含めることができる．

  7. 組み込み済みの構造体

  8. 構造体とは？ フィールドxの値が3, フィールドyの値が4 複数のデータ をひとつに まとめたもの 各フィールドには，名前（フィールド名）が付いている．　 8

  9. posn 構造体のコンストラクタ フィールドxの値が3, フィールドyの値が4 posn構造体では， 1番目のフィールド名が x 2番目のフィールド名が y に決まっている (make-posn3 4) 全体で１つのデータ 9

  10. posn 構造体のコンストラクタ 構造体名 （構造体に付けられた名前） 3, 4という2つのデータから posn構造体データを組み立てる (make-posn3 4) 10

  11. posn 構造体のセレクタ posn構造体データに対して，フィールド xを参照するセレクタ：posn-x フィールドxの値が3, フィールドyの値が4 (posn-x (make-posn3 4)) -> 3 11

  12. posn 構造体のセレクタ フィールド名 （個々のフィールド に付けられた名前） posn 構造体データから， フィールド xの値を取り出す (posn-x(make-posn3 4)) -> 3 12 12

  13. posn 構造体のセレクタ posn構造体データに対して，フィールド y を参照するセレクタ：posn-y フィールドxの値が3, フィールドyの値が4 (posn-y (make-posn3 4)) -> 4 13

  14. posn 構造体のセレクタ フィールド名 （個々のフィールド に付けられた名前） 構造体データから， フィールド yの値を取り出す (posn-y(make-posn3 4)) -> 4 14 14

  15. 15

  16. 16

  17. 変数 aの定義 変数 aが構造体 「(make-posn1 2)」 を保持 17

  18. セレクタの引数は，変数 a 18

  19. セレクタの引数は，変数 a 19

  20. posn構造体 点 (3,4) を作る 点 (3,4) の x 座標値を選ぶ 点 (3,4) の y 座標値を選ぶ y 点a (3,4) 4 点 (3,4) を作り a という名前にする 点a の x 座標値を選ぶ 点a の y 座標値を選ぶ x 0 3

  21. posn構造体 posn 構造体 x y (make-posn10 20) フィールド名 • posn 構造体は Racket に組み込み済み • posn構造体は，2つのフィールド x, y を持つ複合データ • コンストラクタ　・・・　構造体データを組み立てる make-posn • セレクタ　・・・　構造体データから，個々のフィールド値をとりだす　（「構造体名-フィールド名」の形） posn-x, posn-y 21

  22. 構造体のコンストラクタ（一般形） () この部分がコンストラクタ make-構造体名 ＜フィールド値＞ の並び １個以上 半角のスペース で区切る 【posn構造体のコンストラクタの使用例】 半角のハイフン (make-posn3 4) 半角の括弧 で囲む このルールを守らないと構文エラー 22 22

  23. () 構造体のセレクタ（一般形） この部分がセレクタ 構造体名-フィールド名 構造体 ※　構造体を保持している変数や，構造体を評価結果とする式も書ける、ので要注意 セレクタを含む Scheme 式の例 半角のハイフン (posn-x(make-posn3 4)) 半角の括弧 で囲む このルールを守らないと構文エラー 23 23

  24. 新しい構造体の作成（構造体定義）

  25. 新しい構造体の作成 構造体定義 構造体名，フィールド名を定め， Scheme処理系に読み込ませる 構造体定義により，新しい構造体が使えるようになる 25

  26. 構造体定義（一般形） (( )) define-struct ＜構造体名＞　＜フィールド名＞ 　　　　　　　　　　　の並び １個以上 半角のスペース や改行で区切る 【構造体定義の例】 (define-struct person (name age rank graduated)) ここでは，name, age, rank, graduatedという 4 つのフィールドを持つperson構造体を定義している 26 26

  27. 構造体 person の定義（例） 【構造体定義の例】 (define-struct person (name age rank graduated)) 新しい構造体ができた． →新しいコンストラクタとセレクタが使えるようになる コンストラクタ make-person セレクタ person-name, person-age person-rank, person-graduated 27 27

  28. 構造体 person のコンストラクタ (make-person"Ken A." 20 'Student false) 全体で１つの複合データ 28

  29. 構造体 person のセレクタ person-name： person構造体の nameフィールドを参照するセレクタ (person-name (make-person"Ken A." 20 'Student false)) -> "Ken A." 29

  30. ① ② ③ リストの始まり リストの終わり 30 30

  31. 構造体のリスト ① ② ③ ３人分のデータ　→　３個の構造体 データに順序がある　＝　リスト 31

  32. この例では，４種類のデータが組み合わさっているこの例では，４種類のデータが組み合わさっている ① ② ③ 数 文字列 （文字，数字，記号， 空白文字の列） 論理値 （ブール値） (true または false) 記号（シンボル） (Symbol) (文字，数字， 記号の列) 32 32

  33. 構造体の定義 構造体名 (define-struct (フィールド名の並び)) 構造体定義の例 33

  34. 変数定義の例 変数定義．変数xが 構造体のリストを保持 34 34

  35. 同じ 変数 Xが保持しているデータが表示されている 35 35

  36. Scheme処理系の実演 36

  37. Racket の使用準備 Racket の起動 実演では「Advanced Student」に設定 言語 → 言語の選択 → Advanced Student → 「実行」ボタン 37 37

  38. 実演１．posn 構造体を使ってみる 1. 次の式を「対話ウインドウ」で評価させる (definea (make-posn1 2)) (defineb (make-posn3 4)) a b (posn-xa) (posn-ya) (posn-xb) (posn-yb) posn 構造体 x y (make-posn10 20) ※ posn 構造体は Racket に組み込み済み 38

  39. 39

  40. 実演２．実行時エラーの例 • 次を「対話ウインドウ」で評価させようとすると， • 実行時エラーが発生することを確認する (definec (make-posn1 2 3)) posn 構造体 x y (make-posn10 20) ※ posn 構造体は Racket に組み込み済み 40

  41. 【Racket の実行画面】 コンストラクタ make-posnの引数の個数は ２個である必要がある． 引数の個数が不一致の場合，実行時エラー が発生する 41

  42. 実演３．teachpack の draw.ss を使う Racket は，グラフィックスの teachpack である draw.ss が同梱 1. draw-solid-line: 始点と終点のposn構造体と色を受け取り線を描く。 2. draw-solid-rect: 左上角のposn構造体、幅、高さ、色を受け取り長方形を描く。 3. draw-solid-disk: 中心の posn 構造体、半径と色を受け取り円盤を描く。 4. draw-circle: 中心の posn 構造体、半径と色を受け取り円を描く。 描画に成功したとき， それぞれの関数は，評価結果として true を返す。 各描画演算には対応する clear-演算がある: clear-solid-line、clear-solid-rect、 clear-solid-disk、clear-circle 詳しくは Racket の Help Desk にある draw.ss の説明を参照

  43. teachpack の draw.ss を使う teachpack を読み込む (draw.ss の例) Language → Add Teachpack… を選択 → teachpack の htdp フォルダに ある draw.ss を選択 → Run ボタンを押してteachpackを有効にする Teachpack の draw.ss が読 み込まれたことを示す　　 (注：下線部は システムごとに異なる)

  44. キャンバスでは，左上角の座標が(0,0) y座標の値は下にいくほど大きくなる 描画演算のためのキャンバス 左上角 が(0,0) x 座標 y 座標 (draw-solid-line (make-posn 1 1) (make-posn 50 50)'red) で描画された直線

  45. 手順　 構造体 posn のコンストラクタ を使用 (start 300300)キャンバスを開く (draw-solid-line (make-posn 1 1) (make-posn 50 50)'red) 赤い線の描画 (draw-solid-rect (make-posn 200 10) 50 200 'blue) 青い長方形の描画（幅50で高さ200） (draw-circle (make-posn 200 10) 50 'red) 赤い円の描画（半径50） (draw-solid-disk (make-posn 200 10) 50 'green) 緑の円盤の描画（半径50で中心が長方形の頂点） (draw-solid-string (make-posn 50 50) "Here") 文字列(“Here”)の描画 (stop)キャンバスを閉じる

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