pe-3. 条件分岐と場合分け

pe-3. 条件分岐と場合分け （Pascal プログラミング入門） URL: https://www.kkaneko.jp/cc/pascal/index.html 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/cc/pascal/index.html

前回のまとめ Pascalには，四則演算と各種ライブラリ関数（三角 関数，指数・対数関数，平方根など）の機能がある s := ( a + b + c ) / 2; (a +b+c)/ 2 を計算し，s に格納 A := sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c)); s(s −a)(s −b)(s −c) を計算し，A に格納 •2

内容 例題１．平方根の計算 例題２．対数の計算 if文，else 文，条件分岐，比較演算 例題３．定形郵便物の料金 例題４．２次方程式 多分岐 例題５．直線と原点の距離 比較演算と論理演算の組み合わせ •3

目標 • 条件分岐（if 文）を使って，より役に立つプログ ラムを作ることができるようになる． • 比較演算（＜，＜＝，＞，＞＝，＝，＜＞）の使い方 を理解する • 前回習った四則演算，ライブラリ関数（三角関数，指 数・対数関数など）も使う •4

条件分岐とは • 「ある条件式」が成り立てばＡを、成り立たなけ ればＢを実行 条件式 Yes No Ｂ Ａ •5

オンライン開発環境 Online GDB • プログラミングを行えるオンラインのサービス https://www.onlinegdb.com • ウェブブラウザを使う • たくさんの言語を扱うことができる Pascal, Python3, Java, C/C++, C#, JavaScript, R, アセンブリ言語，SQL など • オンラインなので、「秘密にしたいプログラム」 を扱うには十分な注意が必要 6

• https://www.onlinegdb.com

Online GDB で Pascal を動かす手順 ① ウェブブラウザを起動する ② 次の URL を開く https://www.onlinegdb.com 7

• https://www.onlinegdb.com

③ 「Language」のところで，「Pascal」を選ぶ 8

実行ボタン エディタ画面 プログラムを 書き換えること ができる 9

例題１．平方根の計算 • 浮動小数点数データを読み込んで，平方根の計算 と表示を行うプログラムを作る． • 但し，負の数の場合には，「計算できないこと」を意 味するメッセージを表示する 正または０のとき： sqrt() を使って計算できる 負のとき： 平方根は計算できない • 負であるかどうかによって条件分岐を行うために if 文 を使う •10

program sum; var x: real; begin write('Please Enter x: '); 条件式 readln(x); if x < 0 then begin writeln('x < 0, then x is out of range'); end else begin writeln('sqrt(', x:8:3, ') =', sqrt(x):8:3); end; 条件が成り立つ 場合に実行され る部分 条件が成り立た ない場合に実行 される部分 readln end. •11

平方根の計算 実行結果の例 •12

プログラム実行順 write('Please Enter x: '); readln(x); メッセージ 「Please Enter x:」を表示 浮動小数点数データを読み込み Yes x<0 No 条件分岐 writeln(' x < 0, then x is out of range'); 平方根を計算し，計算 メッセージを表示 writeln('sqrt(', x:8:3, ') =', sqrt(x):8:3); 結果を表示 readln 終わりの readln •13

プログラムとデータ メモリ ① x ③ １つの変数 readln(x); 浮動小数点数データを 読み込み writeln('sqrt(', x:8:3, ') =', sqrt(x):8:3); 計算と表示 •14

if ... else 文 • 「条件式」が成り立てばＡを、成り立たなければ Ｂを実行 if 条件式 then begin 文; 文; Ａ ... end else begin 文; 文; Ｂ ... end; 条件式 Yes No Ｂ Ａ •15

if ... else 文 「if ... then begin ... end else begin ... end;」 で １つの文であり，文の末端には文の区切りとして， セミコロンが必要 if 条件式 then begin 文; 文; ... end else begin 文; 文; ... end; •16

if 文 • if 文のみを書いて，else 文を書かないこともでき る • 「条件式」が成り立つときに限りＡを実行 if 条件式 then begin 文; 文; Ａ ... end; 条件式 No Yes Ａ •17

if 文 「if ... then begin ... end;」 で１つの文であり，文 の末端には文の区切りとして，セミコロンが必要 if 条件式 then begin 文; 文; ... end; •18

比較演算 • 比較演算は，条件式を書くときなどに使用 • 演算子 ＜ ＜＝ ＞ ＞＝ ＝ ＜＞ 意味 左辺が右辺より小さい 左辺が右辺以下 左辺が右辺より大きい 左辺が右辺以上 左辺が右辺と等しい 左辺が右辺と等しくない •19

比較演算の例 if age >= 20 then begin writeln('成人です'); 「左辺が右辺以上」の意味 end else begin writeln('未成年です'); end; •20

例題２．対数の計算 • 浮動小数点数データを読み込んで，e を底とする 対数の計算と表示を行うプログラムを作る． • 但し，０または負の数の場合には，「計算できないこ と」を意味するメッセージを表示する 正のとき： ln() を使って計算できる ０または負のとき： 対数は計算できない • 負であるかどうかによって条件分岐を行うために if 文 を使う． •21

• a を底とする指数関数 y = ax • a を底とする y の対数 x = loga y ⇔ y = ax •22

program sum; var x: real; begin write('Please Enter x: '); 条件式 readln(x); if x <= 0 then begin writeln('x <= 0, then x is out of range'); end else begin writeln('ln(', x:8:3, ') =', ln(x):8:3); end; 条件が成り立つ 場合に実行され る部分 条件が成り立た ない場合に実行 される部分 readln end. •23

対数の計算 実行結果の例 •24

プログラム実行順 write('Please Enter x: '); readln(x); メッセージ 「Please Enter x:」を表示 浮動小数点数データを読み込み Yes x <= 0 No writeln('ln(', x:8:3, ') =', ln(x):8:3); 条件分岐 writeln(' x <= 0, then x is out of range'); 対数を計算し，計算結 果を表示 readln 終わりの readln メッセージを表示 •25

プログラムとデータ メモリ ① x ③ １つの変数 readln(x); 浮動小数点数データを 読み込み writeln('ln(', x:8:3, ') =', ln(x):8:3); 計算と表示 •26

字下げとセミコロンを忘れないこと • セミコロンを忘れると プログラムは動かない • 字下げを忘れると プログラムは動くが， 読みづらい 字下げ if 条件式 begin 文; 文; セミコロン ... end; if 条件式 begin 文; 字下げ 文; セミコロン ... end else begin 字下げ 文; 文; ... セミコロン end; •27

例題３．定形郵便物の料金 • キーボードから数値を読み込んで， 25 以下なら 「84 Yen」 25 より大きくて50以下なら 「94 Yen」 50より大きいなら 「Too heavy」 と表示するプログラムを作る • 多分岐を行うために，if 文を使う •28

program sum; var x: real; begin write('juuryou?: '); readln(x); if x <= 25 then begin writeln('84 Yen'); x <= 25 が成り立つ 場合に実行される部分 end else if x <=50 then begin writeln('94 Yen'); end else begin writeln('Too heavy'); end; readln end. セミコロン x <= 25 が成り立たず， x <= 50 が成り立つ 場合に実行される部分 x <= 25 も成り立たず， x <= 50 も成り立たない 場合に実行される部分 •29

定形郵便物の料金 実行結果の例 •30

定形郵便物の料金 A, B, C のうちどれか１つを実行 Yes x <= 25 No writeln('80 Yen'); Ａ Yes x <= 50 No writeln('Too heavy'); writeln('90 Yen'); Ｂ Ｃ •31

program sum; var x: real; begin write('juuryou?: '); readln(x); if x <= 25 then begin writeln('80 Yen'); end else if x <=50 then begin writeln('90 Yen'); end else begin writeln('Too heavy'); end; readln end. このうちどれか１つ が実行される •32

例題４．２次方程式 • ２次方程式 ax2 + by + c = 0 の解を求めるプログ ラムを作る • 重解，虚数解も正しく求めるために，判別式 b2 -4ac の値で条件分岐する • この例題４では，「a=0」の場合は考えない •33

D = b2 - 4ac とする 1) 判別式 D > 0 のとき −b+ D −b− D x= , 2a 2a 2) D = 0 のとき 異なる２実数解 b x = − , 2a 重解 −b+i − D −b−i − D x= , 2a 2a 異なる２虚数解 •34 3) D < 0 のとき

program sum;
var a, b, c, D: real;
begin
write('Please Enter a: ');
readln(a);
write('Please Enter b: ');
readln(b);
write('Please Enter c: ');
readln(c);
D := b * b - 4 * a * c;
if D > 0 then begin
writeln('x =', (- b + sqrt(D))/ (2*a):8:3, ', ', (- b - sqrt(D))/ (2*a):8:3 );
end
D > 0 のとき
else if D = 0 then begin
D = 0 のとき
writeln('x =', - b / (2*a):8:3 );
end
else begin
writeln( 'x =', - b / ( 2*a ):8:3, ' + ', sqrt(-D) / (2*a):8:3, 'i ,',
- b / (2*a):8:3, ' - ', sqrt(-D) / (2*a):8:3, 'i');
end;
D < 0 のとき
readln
end.

•35

２次方程式 実行結果の例 •36

例題５．直線と原点の距離 • 平面： ax + by + c = 0 と原点との距離を求めるプ ログラムを作成する • 但し，a = 0 かつ b = 0 のときには計算を行わない d= c a +b 2 2 •37

直線と原点の距離 y o x 直線 ax + by + c = 0 •38

program sum; var a, b, c, d: real; begin write('Please Enter a: '); readln(a); write('Please Enter b: '); readln(b); write('Please Enter c: '); readln(c); if ( a = 0 ) and ( b = 0 ) then begin writeln('a=0 and b=0!' ); end 条件が成り立つ場合に 実行される部分 else begin d := abs( c ) / sqrt( a * a + b * b ); writeln('d =', d:8:3 ); end; 条件が成り立たない 場合に実行される部分 readln end. •39

直線と原点の距離 実行結果の例 •40

条件式 ( a = 0) and ( b = 0 ) a=0 である b=0 である かつ •41

論理演算 • A and B A かつ B • A or B A または B • not A Aでない 真，偽に関する論理的な演算を行う． •42

演習1．論理式に関する演習 （１）２次方程式 ax2 + by + c = 0 の解を求めるプ ログラムを作りなさい 例題４のプログラムを書き換えて，a=0 の場合にも，正 しく解を求めるようにしなさい （２）平面 ax + by + cz + d = 0 と原点の距離を求 めるプログラムを作りなさい •43

演習（１）で行うこと • a = 0 かつ b = 0 かつ c = 0 のとき すべての x が解である • a = 0 かつ b = 0 かつ c ≠0 のとき 解なし • a = 0 かつ b ≠ 0 のとき x=-c/b •44

演習（１）で行うこと
• a = 0 かつ b ≠ 0 のとき
x=-c/b
この部分のプログラム例（正解は１つでは無い）

else if ( a = 0 ) and ( b <> 0 ) then begin
writeln ('x =', - c / b:8:3 );
end

•45