7 はじめてのCUIプログラム

7.1 学習目標

• CUIプログラムが書けるようになる。
• 変数の型（整数型・文字列型・浮動小数点型）を理解する

7.2 はじめてのCUIプログラム

7.2.1 CUIとは

【Character User Interface】

ユーザに対する情報の表示を文字によって行ない、すべての操作をキーボードを用いて行なうユーザインターフェースのこと。

ユーザから入力を受け取ることもできる。（IT用語辞典より）

7.2.2 情報の表示とユーザ入力の受け取り

次のプログラムはユーザから文字列の入力を受け取り、おうむ返しするプログラムです。

ここをクリックすると、以下のプログラムをダウンロードできます。

  1: ※プログラム名：おうむ返しのプログラム
  2: ※作成者：秋山　優
  3: ※作成日：2009.11.11
  4: 
  5: ※授業に必要なライブラリを取り込む。
  6: TurtleLibraryを参照する。
  7: 
  8: ※入力を受け取る
  9: コンソールに「好きな文字を入力>>」を出力する。
 10: 文字列型を新規作成して、テキストと名付ける。
 11: コンソールから入力を受け取って、それをテキストに入れる。
 12: 
 13: ※出力を行う。
 14: 文字列型を新規作成して、応答と名付ける。
 15: 応答に「あなたの入力したのは」＋テキスト＋「ですね。」を入れる。
 16: コンソールに応答を出力する。

7.2.2.1 入力を受け付ける命令

以下のように記述することによって、コンソールから文字列の入力を受け付けることができます。

文字列型を新規作成して、テキストと名付ける。
コンソールから入力を受け取って、それをテキストに入れる。

文字以外にも、整数や実数などを読み込むことができます。

コンソールから整数を受け取って、それをXに入れる。※整数を読み込んで、整数型の変数Xに代入する

コンソールから実数を受け取って、それをXに入れる。※実数を読み込んで、実数型の変数Xに代入する

7.2.2.2 コンソールに出力する命令

以下のように記述することによって、ユーザにメッセージを出すことができます。

コンソールに「好きな文字を入力>>」を出力する。

出したいメッセージを「」で囲んでください。

文字列の他に、以下のように記述することで、改行や空白、変数、計算式の計算結果を出力することができます。

コンソールに改行を出力する。

改行を出力する。

コンソールに空白を出力する。

空白を出力する。

コンソールに＜変数＞を出力する。

変数の値を評価して表示する。

コンソールに＜計算式＞を出力する。

計算式を評価して計算結果を表示

7.2.3 変数の型-文字列型

変数には、今まで使ってきた整数型のほかに、 文字列型や、実数型があります。

おうむ返しプログラムでは、ユーザから入力された文字を保存しておくために、 文字列型の変数を用意しています。

7.3 入力、処理、出力

7.3.1 西暦和暦変換プログラム

次のプログラムは、西暦を入力すると、変換処理を行い、和暦を出力するプログラムです。

ここをクリックすると、以下のプログラムをダウンロードできます。

  1: ※プログラム名：西暦和暦変換プログラム（メソッドなし）
  2: ※作成者：秋山　優
  3: ※作成日：2009.11.11
  4: 
  5: ※授業に必要なライブラリを取り込む。
  6: TurtleLibraryを参照する。
  7: 
  8: ※アプリケーションの開始を知らせる
  9: コンソールに「西暦和暦変換プログラムを開始します。」を出力する。
 10: コンソールに改行を出力する。
 11: 
 12: ※西暦を和暦に変換する。
 13: 整数型を新規作成して、西暦と名付ける。
 14: 
 15: ※西暦を入力する
 16: コンソールに「西暦を入力して下さい。」を出力する。
 17: コンソールから整数を受け取って、それを西暦に入れる。
 18: 
 19: ※西暦を和暦に変換する。
 20: 西暦≧１９８９であるならば｛
 21: 	コンソールに「西暦」＋西暦＋「年は平成」＋（西暦-１９８８）＋「年です。」を出力する。
 22: ｝をして、西暦≧１９２６であるならば...
 23: 	コンソールに「西暦」＋西暦＋「年は昭和」＋（西暦-１９２５）＋「年です。」を出力する。
 24: ｝をして、そうでないならば｛
 25: 	コンソールに「不明です。」を出力する。
 26: ｝をする。
 27: 
 28: ※アプリケーションの終了を知らせる
 29: コンソールに改行を出力する。
 30: コンソールに「西暦和暦変換プログラムを終了します。」を出力する。

7.3.2 変数の型-整数型

このプログラムでは、西暦（整数型）を読み込んで、 西暦和暦変換処理を行い、結果をコンソールに出力しています。 整数を読み込む命令は以下のとおりです。

整数型を新規作成して、西暦と名付ける。
コンソールから整数を受け取って、それを西暦に入れる。	

言霊では＋記号を使って整数や変数を文字と連結することが出来ます。以下のように書きましょう。

コンソールに「西暦」＋西暦＋「年は平成」＋（西暦-１９８８）＋「年です。」を出力する。

7.4 変数の型とキャスト

7.4.1 平均得点計算プログラム

次のプログラムは３教科の平均を計算し、小数点１位を四捨五入して平均点を出力するプログラムです。

ここをクリックすると、以下のプログラムをダウンロードできます。

  1: ※プログラム名：成績平均計算プログラム
  2: ※作成者：秋山　優
  3: ※作成日：2009.11.11
  4: 
  5: ※授業に必要なライブラリを取り込む。
  6: TurtleLibraryを参照する。
  7: 
  8: ※各教科の点数を設定する。
  9: 整数型を新規作成して、国語と名付ける。
 10: 整数型を新規作成して、数学と名付ける。
 11: 整数型を新規作成して、英語と名付ける。
 12: 国語に４９を入れる。
 13: 数学に７２を入れる。
 14: 英語に２５を入れる。
 15: 
 16: ※３教科の合計点を求める。
 17: 実数型を新規作成して、合計と名付ける。
 18: 合計に国語＋数学＋英語を入れる。
 19: 
 20: ※３教科の平均を求める。
 21: 実数型を新規作成して、平均と名付ける。
 22: 平均に合計÷３．０を入れる。※平均を計算する。
 23: 
 24: ※平均を四捨五入する
 25: 平均に平均×１０を入れる。
 26: ※１の位が５以上なら繰り上げる。
 27: 平均％１０≧５であるならば｛　
 28: 	平均に平均＋１０を入れる。
 29: ｝をする。
 30: 
 31: ※実数型の平均を整数型に変換して、整数型変数：結果に代入する
 32: 整数型を新規作成して、結果と名付ける。
 33: 変換機が平均÷１０を整数に変換して、それを結果に入れる。
 34: 
 35: ※四捨五入した平均を表示する
 36: コンソールに「３教科の平均は」＋結果＋「点です。」を出力する。
 37: コンソールに改行を出力する。

7.4.2 変数の型-実数型

このプログラムでは、実数を扱っています。

コンピュータでは、実数の近似値を表現する方法として浮動小数点数を用いています（実数型とは、正確には浮動小数点型です）。浮動小数点数には誤差があります。 これは、コンピュータは２進法で計算をしており、 普段わたしたちが使っている１０進法とは違うためです。

7.4.3 キャスト（型変換）

通常、整数型に実数型を代入するなど、値を型の違う変数を代入することはできません （実数型の変数に整数を代入すると、特別な処理をしなくても自動で型変換が行われ、代入ができる）。

このような場合、プログラマが明示的に「キャスト（型変換）」を行う必要があります。キャストの命令は、次のように書きます。

変換機が＜実数＞を整数に変換して、それをコンソールに出力する。

実数を整数に型変換してコンソールに出力する。

変換機が＜実数＞を整数に変換して、それを＜整数型の変数＞に入れる。

実数を整数に型変換して整数型の変数に代入する。

変換機が＜整数＞を実数に変換して、それをコンソールに出力する。

整数を実数に型変換してコンソールに出力する。

変換機が＜整数＞を実数に変換して、それを＜整数型の変数＞に入れる。

整数を実数に型変換して実数型の変数に代入

今回のプログラムでは、以下のようにして実数型の変数を整数型にキャストして、整数型の変数に代入しています。

※実数型の平均を整数型に変換して、整数型変数：結果に代入する
整数型を新規作成して、結果と名付ける。
変換機が平均÷１０を整数に変換して、それを結果に入れる。

言霊やJAVAでは、実数型を整数型にキャストすると、小数点以下は切り捨てられます。 この仕様を利用して、四捨五入のプログラムは以下のように書くこともできます。

※平均を四捨五入する
平均 に平均＋０．５を入れる。
整数型を新規作成して、結果と名付ける。
変換機が平均を整数に変換して、それを結果に入れる。

7.5 CUIプログラムの作り方

7.5.1 クラス（ファイル）の作り方

論プロエディタのソースコードの初めに、「タートルライブラリを参照する。 」と一行記述して下さい。

7.5.2 新しい命令-変数の型と変数宣言

変数には整数型、文字列型、実数型などがあります。

文字列や実数数を変数に保存したい場合は、以下のように書きます。

7.6 練習問題

7.6.1 問題1：体型評価プログラムを作ろう

7.6.1.1 概要

このプログラムは、身長と体重の入力を実数で受け付ける。 その入力をもとにBMI指数と、その値から評価されたコメントを出力する。

7.6.1.2 機能

1. プログラムの起動時および終了時に、その旨をユーザに伝えるメッセージを出力する。
   • 入力：体重(kg)と身長(cm）の実数値
   • 出力：BMI指数（小数点1桁で四捨五入することが望ましい，およびコメント）

• BMI指数は体重(kg)を身長(m)の二乗で割った数値である。
• BMI指数から体型を次のように評価し、コメントとする（18.5未満＝やせ、18.5-25未満＝標準、25-35未満＝肥満、35以上＝高度肥満）。

7.6.1.3 エラー処理

文字など処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.6.1.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

7.6.2 問題2：恋愛占いプログラムを作ろう

7.6.2.1 概要

このプログラムは、男女の名前を入力すると、 その恋愛成就確率を百分率で判定し、コメント付で出力する。

7.6.2.2 機能

1. プログラムの起動時および終了時に、その旨をユーザに伝えるメッセージを出力する。
   • 起動時出力：「開始しました」（適宜変えてよい）
   • 終了時出力：「終了しました」（適宜変えてよい）
2. 男女の名前の入力を受け取り、恋愛成就確率をコメント付で出力する。
   • 入力：男女の名前（姓名をつなげたもの）の入力
   • 出力：恋愛成就確率(0-100%実数でも整数でも可)、コメント

• 成就確率算出アルゴリズムは自由でよいが、指定された範囲の値になるようにすること。コメントは自由でよい。楽しめるように工夫すること。

7.6.2.3 エラー処理

処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.6.2.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

7.6.3 問題3：単位取得状況評価プログラムを作ろう

7.6.3.1 概要

このプログラムは、SFC生の単位取得の状況の入力を受け取り、 それを評価し、卒業するためのコメントを出力する。

7.6.3.2 機能

1. プログラムの起動時および終了時に、その旨をユーザに伝えるメッセージを出力する。
   • 起動時出力：「開始しました」（適宜変えてよい）
   • 終了時出力：「終了しました」（適宜変えてよい）
2. 経過した学期数と現在取得した単位数の入力を受け取り、その値から評価されたコメントを出力する。
   • 入力：経過した学期数(0-20)の整数値，取得済みの単位数
   • 出力：今後1学期あたりにとらねばならない単位数(CPS:Credit Per Semester)，およびコメント

• 最終的に取得すべき単位数などはSFCの学則に従うものとする。
• コメントは自由に考えてよいが、間違ったコメントはしてはいけない。たとえば、20単位以上は留年確定であるのに、「がんばれば何とかなる」と表示する等。

7.6.3.3 エラー処理

文字など処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.6.3.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

7.7 発展問題

7.7.1 問題1：脳トレ　論プロ風

7.7.1.1 概要

ユーザが計算問題を解くことで脳を鍛えるソフトウエアである。 このプログラムは、足し算の計算問題を自動生成して、何問か出題し、そのつど答えあわせをする。

7.7.1.2 機能

1. プログラムの起動時、および終了時にその旨をユーザに知らせるメッセージを出力する。
   • 起動時出力：「開始しました．」（適宜変えてよい）
   • 終了時出力：「終了しました．」（適宜変えてよい）

2. 足し算の計算問題を生成する。

   • 出力：問題　（３　＋　４　＝　？）

   各数字の桁数は一桁の整数である（答えは任意の桁数の整数とする）

3. 出題し、答えあわせをする。
   • 入力：回答
   • 出力：答えあわせの結果（正解or不正解(正答を添える)）
4. 2)、3)を連続で10回行い、最後に正答率を出力する。

7.7.1.3 エラー処理

処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.7.1.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

7.7.2 問題2：マイホーム大作戦

7.7.2.1 概要

マイホームローンの返済計算を行うプログラムである。ユーザは家を買うときに利用することを想定する。 システムは、家の値段と利率、月々の返済金額を入力として受け取り、 返済が終わるまでにかかる期間を計算し、コメントとともに出力する。

7.7.2.2 機能

1. プログラムの起動時および終了時に、その旨をユーザに伝えるメッセージを出力する。
   • 起動時出力：「開始しました」（適宜変えてよい）
   • 終了時出力：「終了しました」（適宜変えてよい）
2. 家の値段とローン年数、利率、月々の返済金額を入力として受け取り、月々の返済金額を計算して出力する。
   • 入力：家の値段（整数：万円単位だと使いやすい）、利率（百分率の実数）、月々の返済金額（整数）
   • 出力：かかる期間（○年）、総返済金額，コメント

• ただし、返済方法は、元利均等方式（借入元金と借入利息を合わせて月々、同じ金額を返済する方式）とし、利息は年単位で複利計算を行うものとする。
• たとえば、10000円を利率5％で借り、月々の返済金額が100円の場合、1年目の返済が終了すると、10000円（借入元金）+ 500円（利子）- 1200円（100 * 12ヶ月）= 9300円の借入元金が残る。
• ヒント：返せない場合はプログラムがループする可能性があるので、事前にチェックするとよい。1円未満は切捨てとする（利息はdouble型で計算して、一年ごとに切り捨てるように）。
• なお、コメントは各自工夫してよい（100万円：ちょっと安すぎる家では？50年：長すぎるのは？などなど）。

7.7.2.3 エラー処理

処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.7.2.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

7.7.3 問題3：ザ･バイナリサーチ

7.7.3.1 概要

「数あてゲーム」である。システムはまず，１-１０００までの整数をランダムに選ぶ（表示しない）。 ユーザはこの数をなるべく少ない回答で当てるのが目的である．ユーザは推測した数を入力し、 システムは数が当っていたら、あたったことをユーザに知らせて終了、 外れていたら、大きすぎるのか、小さすぎるのかをユーザに知らせて再入力を求める。

7.7.3.2 機能

1. プログラムの起動時、および終了時にその旨をユーザに知らせるメッセージを出力する。
   • 起動時出力：「開始しました．」（適宜変えてよい）
   • 終了時出力：「終了しました．」（適宜変えてよい）
2. 整数をランダムに選ぶ。
   • 出力：問題の正解　（１-１０００までのランダムな整数）
3. 回答の入力を受けつけ、答えあわせをする。
   • プロンプト：「私が選んだ数を当ててみてね．」
   • 入力：回答（整数）
   • 正解時出力：「正解です．おめでとう！」と出力して終了する。
   • 不正解時出力：「ちがいます．」の後、大きすぎるか、小さすぎるかを出力する。

7.7.3.3 エラー処理

処理不可能な値が入力されたときの処理は、行わなくてよい。

7.7.3.4 プログラム設計条件

1. 入出力は起動したコンソールから行う（CUIプログラムである）。

計算機が＜数＞でランダム数を生成して、それを＜変数名＞に入れる。