pe-2. 計算

pe-2. 計算 （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

program sum; var start_x, step_x, x, y:real; var i:integer; begin write('Please Enter start_x:'); readln(start_x); write('Please Enter step_x:'); readln(step_x); for i:=1 to 20 do begin x := start_x + ( i * step_x ); y := sin(x); writeln('sin(', x:8:3, ') =', y:8:3); end; readln end. キーボードからの データの読み込みを 行っている部分 計算の繰り返しを 行っている部分 画面へのデータの 書き出しを行ってい る部分 2

例題１のプログラム実行結果（例） キーボードから，デー タ「0.4」と「0.1」を 読み込んでいる 計算を 20回繰り返して， 計算結果を表示してい る 3

例題１のプログラムの機能 １．キーボードからのデータの読み込み 次の２つの値を読み込む start_x, step_x ２．計算の繰り返し sin( x ) の計算を２０回繰り返す x = start_x + step_x, start_x + 2 ×step_x, ２０回分 ... start_x + 20 × step_x ３．画面へのデータの書き出し 計算した sin( x ) の値を書き出す 4

これ以降の内容 例題１．自由落下距離 ・ 四則演算 例題２．三角形の面積 ・ 代入文 ・ 浮動小数点数の変数，入力文，出力文， write 文と writeln 文の違い ・ 「プログラムの終わりのreadln文」の機能 例題３． sin 関数による三角形の面積 例題４．ライブラリ関数 ・ 種々のライブラリ関数 5

目標 • 自分の思い通りの計算ができるようになる • 四則演算 • ライブラリ関数（三角関数，対数・指数関数など） • 見やすいプログラムを書くために，字下げを行う 6

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 7

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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 8

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③ 「Language」のところで，「Pascal」を選ぶ 9

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 10

例題１．自由落下距離 • 自由落下距離を求めるプログラムを作る • 地上で物を落とし始めた後の自由落下距離を求める • 重力加速度 g は 9.8 とする • 自由落下距離を求めるために，プログラム中に，計算 式 y := ( 9.8 / 2.0 ) * x * x を書く 11

program sum; var start_x, step_x, x, y:real; var i:integer; begin write('Please Enter start_x:'); キーボードからの データの読み込みを 行っている部分 readln(start_x); write('Please Enter step_x:'); readln(step_x); for i:=1 to 20 do 計算の繰り返しを 行っている部分 begin x := start_x + ( i * step_x ); 自由落下運動の式 y := ( 9.8 / 2.0 ) * x * x; writeln('x=', x:8:3, ', y=', y:8:3); end; readln end. 画面へのデータの 書き出しを行ってい る部分 12

実行結果例 13

四則演算のための演算子 ＋ 和 － 差 * 積 / 商 14

例題２．三角形の面積 • 底辺と高さを読み込んで，面積を計算するプログ ラムを作る 例） 底辺が 2.5，高さが 5 のとき， 面積： 6.25 • 底辺，高さ，面積を扱うために，浮動小数点数の 変数を３つ使う 15

program sum; var teihen: real; var takasa: real; var menseki: real; begin キーボードからの データの読み込みを 行っている部分 write('Please Enter teihen: '); readln(teihen); write('Please Enter takasa: '); readln(takasa); 三角形の面積の式 menseki := teihen*takasa*0.5; writeln('menseki =', menseki:8:3); readln end. 画面へのデータの 書き出しを行ってい る部分 16

実行結果画面（例） 17

プログラム実行順 write('Please Enter teihen: '); readln(teihen); メッセージ 「 'Please Enter teihen: 」を表示 浮動小数点数データを読み込み write('Please Enter takasa: '); メッセージ 「 'Please Enter takasa: 」を表示 readln(takasa); 浮動小数点数データを読み込み menseki := teihen * takasa * 0.5; 計算 writeln('menseki =', menseki:8:3); 計算結果を表示 readln 終わり 18

プログラムとデータ メモリ ① teihen readln(teihen); 浮動小数点数データを読み込み ③ ② takasa menseki := tekhen * takasa * 0.5; 計算 menseki readln(takasa); 浮動小数点数データを読み込み ④ writeln('menseki =', menseki:8:3); 計算結果を表示 ３つの変数 19

変数宣言 • 変数は，データを入れるためのメモリ • 変数宣言とは，変数を使うために，名前と型を書 いて，変数の使用をコンピュータに伝えること var teihen: real; 浮動小数点数データで，変数名は「teihen」 var takasa: real; 浮動小数点数データで，変数名は「takasa」 var menseki: real; 浮動小数点数データで，変数名は「menseki」 「real」とは，浮動小数点数データ という意味． 20

代入文 • 計算結果（teihen*takasa*0.5）を，変数 menseki に格納する（このことを，代入という） 「:=」は，代入の意味 menseki := teihen*takasa*0.5; 21

入力，出力とは • 入力 • データの読み込み • （読み込まれたデータは変数に格納される） • readln 文を使う • 出力 • • • • • メッセージの表示 データの表示 （変数に格納されたデータが表示される） 式の計算結果の表示（例題４参照） write文あるいは writeln文を使う 22

readln program sum; var teihen: real; var takasa: real; var menseki: real; begin write('Please Enter teihen: '); readln(teihen); write('Please Enter takasa: '); readln(takasa); menseki := teihen*takasa*0.5; writeln('menseki =', menseki:8:3); readln end. キーボードの「Enter」キー を待つ 23

入力文 • 入力文は，データを読み込むための文 • 読み込むべき変数名を指定 readln(teihen); 読み込むべき変数名 24

出力文 • 出力文は，データやメッセージを表示するための 文 • メッセージ部分と，変数部分を「，」で区切る • 変数に，書式を付ける 書式「：８：３」の意味： 示 ８桁で，小数点以下３桁表 writeln('menseki =', menseki:8:3); メッセージ 表示すべき 変数名 書式 25

いろいろな出力 write('Please Enter teihen: '); メッセージ 「Please Enter teihen: 」の表示 （改行無し） writeln('sin(', x:8:3, ') =', y:8:3); 「sin( 0.800) = 0.717」 のように，メッセージと変数の 中身を並べて表示（改行あり） 26

write と writeln の違い • 機能は同じ • 使い方も同じ • 表示の後に改行するかしないかだけが違う 27

例題３．sin 関数による三角形の面積 • 三角形の２辺の長さ a, b とその挟角 thetaを読み 込んで，面積 S を計算するプログラムを作る • 面積を求めるために，sin関数を使う • 円周率π=3.14159 とする 1 S = ab sin  2 28

program sum; var a: real; キーボードからの データの読み込みを 行っている部分 var b: real; var theta: real; var S: real; begin write('Please Enter a: '); readln(a); write('Please Enter b: '); readln(b); write('Please Enter theta: '); 三角形の面積の式 readln(theta); S := 0.5 * a * b * sin( theta * 3.14159 / 180.0 ); writeln('S =', S:8:3); readln end. 画面へのデータの 書き出しを行ってい る部分 29

実行結果例 30

例題４．ライブラリ関数 • 浮動小数点数データ x （但し 0 < x < 1） を読み込 んで，次の計算を行うプログラムを作る • 指数，対数，平方根 • 三角関数 • 絶対値 31

program sum; uses Math; var x: real; begin write('Please Enter x: '); readln(x); writeln('exp(x) =', exp(x):8:3); writeln('Ln(x) =', Ln(x):8:3); writeln('sqrt(x) =', sqrt(x):8:3); writeln('ArcCos(x) =', ArcCos(x):8:3); writeln('ArcSin(x) =', ArcSin(x):8:3); writeln('ArcTan(x) =', ArcTan(x):8:3); writeln('cos(x) =', cos(x):8:3); writeln('sin(x) =', sin(x):8:3); writeln('tan(x) =', tan(x):8:3); writeln('abs(x) =', abs(x):8:3); readln end. 32

実行結果例 33

出力文と計算式の組み合わせ writeln('sqrt(x) =', sqrt(x):8:3); のように，メッセージと計算結果 を並べて表示 → 「:8:3」は，計算結果を８桁で， 小数点以下３桁表示という意味 34

ライブラリ関数 • 指数，対数，平方根 • • • • exp 指数関数（eのz乗） Ln 対数関数（底をeとする自然対数） sqrt 平方根 Power(x,y) べき乗（xのy乗） • 三角関数 • • • • • • ArcCos 逆コサイン ArcSin 逆サイン ArcTan 逆タンジェント cos コサイン sin サイン tan タンジェント • 絶対値 • abs 絶対値 35

いろいろな計算 y := sin( x ); sin x を計算し，y に格納 y := sqrt( x ); √ x を計算し，y に格納 d := sqrt( ( x * x ) + ( y * y ) ); √ x2 + y2 を計算し，d に格納 x := sqrt( a * ( a - b ) * ( a - c ) ); √ a(a-b)(a-c)を計算し，x に格納 36

演習１．Heron の公式 • 三角形の３辺の長さ a, b, c を読み込んで，面積 A を計算するプログラムを作りなさい． • Heronの公式を用いること A= s(s −a)(s −b)(s −c) s =(a +b+c)/ 2 37