プログラミング

世の中には数多くのプログラミング言語があります。

C言語 ... 単に C とも呼ぶ. コンピュータのオペレーティングシステムの記述に使われている. 殆どの UNIX 系システムではアプリケーションプログラムのコンパイルのためにヘッダファイル (/usr/include) とライブラリ (/usr/lib) を提供している.
Pascal ... アルゴリズムの記述に優れていると言われる. 普通は Pascal の処理系は別売りで, システムとの低レベルでのインターフェースは苦手らしい.
FORTRAN ... 科学計算に昔から使われてきた. ゆえに, プログラミングスタイルが古臭くなっているが, なかなか無くならない.
Python ... 上の3つのコンパイラー言語と違ってインタプリタである. このため, 作成したプログラムを即実行できる. ただし, 実行速度は遅いので, 何度も繰り返し実行するなら不適当である.

近年は CPU の速度が飛躍的に向上しているため, インタプリタ言語も適用範囲が広がっている. というので, ここでは Python を紹介する.

Python を使えるようにする

ここ(情報科学コースのシステム)での Python のパスは /pub/solaris/python/bin です.

% cd
% textedit .cshrc &

のようにして textedit で .cshrc を開き,

set path = (/pub/solaris/python/bin $path)

という行を最後に追加し, ファイルを保存してください. 次にコマンドツールを起動したときから, Python が使えるようになります.

プログラミング

では, イ組を真似てプログラミングを始めましょう.
Python の起動

% python
Python 2.0 (#2, Oct  3 2001, 16:06:22)
[GCC 2.8.1] on sunos5
Type "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

コマンドツールから python と入力すると, 上のように表示されます. >>> は Python のプロンプトです. プロンプトに続けて入力するといろいろな計算やプログラムの実行をやらせることができます. 下はその例です. 太文字のところを入力してください. (入力に続けて Return を忘れずに)

>>> a = 12345
>>> b = 678
>>> a
12345
>>> b
678
>>> a + b
13023
>>>

このように, インタプリタ言語では, インタラクティブに計算を実行させることができます. しかし, ここではより進んだやりかたである, プログラムの作成を練習します.
Python インタプリタは [CTL]+D (コントロールキーと D を押す) で終了させます.

% cd ~/core-info
% mkdir python
% cd python

上のようにして, ~/core-info/python ディレクトリを作成し, その中で作業します.
イ組を真似て四則演算を行うプログラムを作りましょう. textedit を起動します.

% textedit test1.py &

test1.py の中身は以下のようにします.

#!/bin/env python
# 専門コア情報処理演習教材 test1.py, 2002
# は注釈文です。

def test1(a,b):
    print '実行'
    print '    a = %d' % a
    print '    b = %d' % b
    print 'a + b = %d' % (a + b)
    print 'a - b = %d' % (a - b)
    print 'a * b = %d' % (a * b)
    if b != 0:
        print 'a / b = %d 余り %d' % (a / b, a % b)

def testtest():
    print '四則演算のサンプルプログラムです。'
    print 'ふたつの整数 a,b を入力してください。'
    a = input('a = ')
    b = input('b = ')
    test1(a,b)

if __name__ == '__main__':
    testtest()

注意: 行の頭に空白があるところは, 半角の空白を使って正確に頭下げを行ってください.

python を起動して, プログラムを実行します.

% python
Python 2.0 (#2, Oct  3 2001, 16:06:22)
[GCC 2.8.1] on sunos5
Type "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from test1 import *
>>> test1(12345, 678)
実行
    a = 12345
    b = 678
a + b = 13023
a - b = 11667
a * b = 8369910
a / b = 18 余り 141
>>> testtest()
四則演算のサンプルプログラムです。
ふたつの整数 a,b を入力してください。
a = 1234
b = 5678
実行
    a = 1234
    b = 5678
a + b = 6912
a - b = -4444
a * b = 7006652
a / b = 0 余り 1234
>>>

[CTL]+Dで一旦 python を終了させます. シェルスクリプトのところでやったように, test1.py に実行権を与えます.

% chmod +x test1.py
% ls -l test1.py
( x が付いていることを確認)
% ./test1.py
四則演算のサンプルプログラムです。
ふたつの整数 a,b を入力してください。
a = 12345
b = 678
実行 ...

イ組を真似て処理できない数字を入れるとどうなるかも試してみましょう.

次のプログラムも同様に試してみよう.

実数の四則計算

#!/bin/env python
# 専門コア情報処理演習教材 test2.py, 2002

def test2(a,b):
    print '実行'
    print '    a = %g' % a
    print '    b = %g' % b
    print 'a + b = %g' % (a + b)
    print 'a - b = %g' % (a - b)
    print 'a * b = %g' % (a * b)
    if b != 0.0:
        print 'a / b = %g' % (a / b)

def testtest():
    print '四則演算のサンプルプログラムです。'
    print 'ふたつの実数 a,b を入力してください。'
    a = input('a = ')
    b = input('b = ')
    test2(a,b)

if __name__ == '__main__':
    testtest()

最大公約数(ユークリッドのアルゴリズム)

#!/bin/env python
# 専門コア情報処理演習教材 test3.py

def gcd(m, n):
    if n == 0:
        g = m
        u = 1
        v = 0
    else:
        q = m / n
        r = m - q * n
        (g, u0, v0) = gcd(n, r)
        u = v0
        v = u0 - q * v0
    return (g, u, v)

def testgcd():
    print '最大公約数のサンプルプログラムです。'
    print 'ふたつの自然数を入力してください。'
    a = input('a = ')
    b = input('b = ')
    print '実行 :'
    (d, x, y) = gcd(a, b)
    print 'a = %d' % a
    print 'b = %d' % b
    print 'gcd(a,b) = %d' % d,
    print ' = %d * ( %d ) + %d * ( %d )' % (a, x, b, y)

if __name__ == '__main__':
    testgcd()

課題

~/core-info/python ディレクトリに以上の練習の跡を残しておくこと.
さらに, イ組を真似て Pascal, C にも挑戦しよう.

Python についてもっと詳しく知りたい人は Python Japan User's Group からいろいろ探してみよう. また, 英文だがいろいろな説明書もある.