はじめに

　本記事の目的は、ゲームの製作を通じてプログラミング技能を習得してもらうことです。

　想定する読者は、次の通りです。

余りの計算を学習済み(小学校4年生以上)の方
Scracthに触れたことのある方
ブラインドタッチができて、1分あたり140キーの速さで打鍵できる方

　実際に教えた(教える方がつまづいたことを反映した)内容を記述します。

　ゲームとしては花札の花合わせを題材に、要件は「役が覚えられないので、手札から揃いそうな役を示して欲しい」でした。以下、1.2.と発展的に作っていきたいと思います。

今の手札から揃いそうな役を示す
人同士の対戦ゲーム化

プログラミングとは

概要

コンピュータ上で動作するプログラムを作る行為
プログラム＝データ + ロジック¹
- 入力データと出力データを対応づけるロジックの集合のこと
- 入力は人間が行う場合と、他のロジックの出力が入力となる場合がある
- 出力も人間に行う場合と、他のロジックの入力となる場合がある
データ＝基本データ + 集成体²
- 基本データの種類: 整数/文字/論理/小数/列挙/参照
- 集成体: 基本データを要素とする列のこと
ロジック: 　入力データと出力データを対応づける計算のこと³
- 命令型プログラミング: Scrachはこれに該当
  - ロジックを実行順序で記述する方法
  - 順次(sequence)と選択(selection)と反復(repetition)の3つの制御構造を持つ
- 関数型プログラミング
  - ロジックを関数で記述する方法
- 論理型プログラミング
  - ロジックを推論で記述する方法

花合わせゲームのプログラミング#1

花合わせ

プログラミング対象である花札を使った花合わせゲームは、次の通りである。

花合わせは花札４８枚のカードゲーム
- 光、種、短冊、カスの４種類の札から構成⁴
- 札の組み合わせで役を構成

役	説明
カス
短冊
赤短
青短
タネ
猪鹿蝶
三光
四光
雨四光
五光
花見で一杯
月見で一杯
月札	各月4枚そろった場合

手札が構成し得る役を示すプログラム

例えば、手札に猪札がある場合、猪札が含まれる役には「猪鹿蝶」がある。したがって、手札が構成し得る役を示すには、役「猪鹿蝶」を計算結果とすればよい。

手札の1枚がどの役になるのか/条件if-thenブロック

手札に含まれる札を大括弧[]、役を構成する札を小括弧()を使用すると、役「猪鹿蝶」は次の通りである。

　例１) 役「猪鹿蝶」: 手札[猪札] なら猪鹿蝶(猪札, 鹿札, 蝶札); 手札[鹿札] なら猪鹿蝶(猪札, 鹿札, 蝶札); 手札[鹿札] なら猪鹿蝶(猪札, 鹿札, 蝶札)

　これをScratchでは制御if-thenブロックで次の通りに記述できる。

　if-thenブロックの中が同じなら、演算orブロックでまとめることもできる。

同様に、役「花見で一杯」と「月見で一杯」を考える。

　例2) 役「花見で一杯」: 手札[菊種札] なら花見で一杯(菊種札, 桜光札); 手札[桜光札] なら花見で一杯(菊種札, 桜光札)
　例3) 役「月見で一杯」: 手札[菊種札] なら月見で一杯(菊種札, 坊主光札); 手札[坊主光札] なら月見で一杯(菊種札, 坊主光札)

　つまり、手札が菊種札である場合両方に該当するため、計算結果として「花見で一杯」と「月見で一杯」が得られなければならない。ここで、花見で一杯や月見で一杯に限らず他にも役があることを考えると、役の全てを通して特定の1枚の札に対して、該当する役を示す計算が必要なことがわかるだろう。

Scratchプログラミング演習#1: ブロック

例1,2,3以外の役を判定するロジックをブロック⁵を使って作ろう
- カス/タネ/短冊/青短/赤短
- 三光/四光/雨四光/五光

復習: プログラム＝データ＋ロジック

　プログラムは、データとロジックの集合であった。ロジックは入力データと出力データを伴う。今回の場合のロジックは共通して次の通りである。

入力データ: 札
出力データ: 該当する役

　役は複数あるので、示す役を計算するロジックは役の数だけ必要となる。演習#1では、役の数だけ必要なロジックを作成した。

　ロジックは入力データと出力データの対応づけだと言及した。

ロジックを考える前に、プログラミング対象からどんなデータを識別するか
そのデータをどのようなロジックに切り分けていくか
切り方は方法論といい、今回はScrachを前提としているので命令型プログラミングの方法論-実行順序で切り分けた。
命令型プログラミングの方法論とは順次、選択、反復の組み合わせでロジックを構成する方法である

小まとめ: プログラミングの学習要素

実行順序の制御構造
- 条件ブロック/if-then
演算
- 比較ブロック/==
- 論理和ブロック/or
モジュール
- 定義ブロック/procedure

花合わせゲームプログラミング#2

おさらい

データ構造の導入と定回反復

　花札ゲームは少なくとも次のデータで構成されている、と考える。

札データ: 1月から12月まで各月4枚計48枚。
手札データ: 札データを要素とする集合
役データ: 各々の役を構成する札データの集合。手札データと同じで、札データを要素する集合

役データをリストで構成して、「リストになにか含まれるか？」式を使ってみよう
「何が含まれるか」式は定回反復と同等

制御の繰り返しを使って、手札が複数の場合に拡張してみよう
* 計算結果がどうなるかな？

　手札[菊種札, 猪札, 鹿札]の場合、役としては、花見で一杯・月見で一杯・猪鹿蝶の3つでなければならない。
しかし、演習#1のプログラムのままでは、計算結果として花見で一杯・月見で一杯・猪鹿蝶・猪鹿蝶と四つの結果を得てしまう。これを正しく、「花見で一杯・月見で一杯・猪鹿蝶」3つにするにはどうすればよいか？

本来なら「アルゴリズム　+ データ構造　＝　プログラム」　ここでは若年者向けに使用する単語を単純にした。また、設計順序に従って、アルゴリズムよりもデータを先に言及することにした。まず「アルゴリズム」という言葉が未知。 ↩
「データ」そのものも未知の単語。 ↩
未知の単語が出すぎて初回はいっぱいいっぱい。プログラミングの思考過程に慣れてもらう意味で、具体例を逐一説明していく必要があると判断した。次回はScrachプログラミングを演習として行う ↩
画像は http://hirobee.oops.jp/hanahuda/yaku.htm より ↩
Scratchのブロックは戻り値を持たない手続き。引数にリストを取れない。 ↩