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競プロでプロデル入門

Last updated at 2019-12-28Posted at 2019-12-16

まえがき

プロデル Advent Calendar 2019 16日目の記事です．

プロデルはWindowsデスクトップアプリを作ることに適した，GUIベースのリッチな開発環境が提供されていますが，コンソールアプリケーションの開発も可能です．
競プロをはじめとしたテキストベースのデータ処理に必要となるであろう処理を昨日の精選10問を解いてみた記事の経験を元にまとめていきたいと思います．

2019/12/18 更新：ブロック式・種類のアクセス修飾子について追記．公式マニュアルに従い表記を変更¹．
2019/12/29 更新：複文について追記．

プログラムの実行

実行環境は公式サイトからインストーラーが配布されているため簡単にセットアップできます．

「プロデルデザイナ」によりコーディング，保存したのち，

$ pconsole source.rdr

でインタプリタ実行できます．

また，プロデルデザイナからファイル＞実行可能アプリを作成＞"ファイルの種類"を「コンパイル済みコンソールアプリ」指定して保存することで実行ファイル形式のMSIL中間コードへコンパイルすることが可能で，「通常のインタプリタ版の実行可能ファイルに比べて繰り返し処理や配列の処理の速度が高速になります。」とのこと．
しかし，前記事で実行してみたところ実行時エラーが発生してテストできませんでした．
これについては今後解決を試みたいと思います．

基本事項

以下，プロデルのテクニカルタームはほげのように太字で表すことがあります．
また挿入コード中の《ほげ》はメタ言語的な説明に用い，それ以外の記号は基本的にプロデル中の記号です．

基本的には命令型のオブジェクト指向言語です．
命令文は動詞と目的語(引数)により構成されます．
Hello, worldは

「こんにちは，世界！」をコンソールに表示する

のように書きます²が，動詞が表示するで，助詞にに繋がるコンソールと，をに繋がる「こんにちは，世界！」が引数になります．
引数の順序は可換で，

コンソールに「こんにちは，世界！」を表示する

とも書けます．
なお，動詞につく送り仮名・助動詞は無視されるため

「こんにちは，世界！」をコンソールに表示
「こんにちは，世界！」をコンソールに表示せよ
「こんにちは，世界！」をコンソールに表示してください
「こんにちは，世界！」をコンソールに表示しない

はいずれも同じ命令となります．(否定文は解釈されないことに注意)

変数の宣言・代入

変数への代入は

《変数名》は、《代入する値》
《変数名》を《代入する値》とする
《変数名》＝《代入する値》
《変数名》へ《代入する値》を代入する

のように書きます(４つとも等価)．
宣言されていない変数へ代入すると自動で型推論され宣言されますが，スコープを明示したいとき，型注釈をつけたいときは【《変数名》：《型名》】のように書くことができます(型注釈は省略可)．

出入力

入力

標準入力はコンソールから受け取るによって１行，文字列として取得できます．
※ABSの解法を参照

コンソールから受け取ってＸとする
Ｘは，コンソールから受け取ったもの

空白による分割

競プロでは１行に空白で分割されて複数の入力が与えられることがありますが，文字列の空白分割は《文字列》を《区切り文字》で区切るでできます．
A_1 A_2 ... A_Nを配列として受け取る処理は

Ａは，コンソールから受け取ったものを「 」で区切ったもの

のようになります．

出力

前述のように，標準出力は《文字列》をコンソールへ表示すると書きます．
なお，コンソールへはオプション引数ですが，デフォルトではダイアログボックスへの表示となり，コンソールでは

----- 《ファイル名》 -----
《文字列》

のように表示されます．

埋め込み文字列

文字列に式を埋め込むことができます．
文字列は「ほげ」のように「」で囲んだものですが，この中に［］で囲った式を埋め込むと式を評価した文字式が埋め込まれます．

ほげは，「世界」
「こんにちは，［ほげ］！」をコンソールに表示して改行
// => こんにちは，世界！

数値演算

数値の型には以下のものがあります．

固定小数
長整数
整数
浮動小数
倍浮動小数

また，これらをまとめて数値とも呼べ，型注釈で【ほげ：数値】とするとこれらの中から型推論してくれます．（もちろん【ほげ：整数】のように直接指定もできます．）

数値の演算は以下の演算子を使った数式の形で書けます．

記号	意味
＋	足し算
－	引き算
＊，×	かけ算
／，÷	わり算
＾	累乗
￥	整数除算（商を整数値に切り捨て）
％	剰余

また，動詞を使っても表せます．

ex.
（４＋５×３）％２
(４と(５と３を掛ける)を足す)を２で剰余演算する
※剰余演算するはIEEE754準拠の剰余演算で，前者と結果が異なる場合があります．

その他，数値計算手順は公式レファレンスを参照

比較演算

値の比較は《値》《比較演算子》《値》または《値》は、《値》《比較述語》と表されます．
比較演算子には以下のようなものがあります．
＝．＜，≦，＜＝，＞，≧，＞＝，≠，！＝，＜＞
比較述語には否定のでないが使えます．

例.
２≦１１でない
３は－４より大きい

条件分岐

判断文

if文に相当する構文です．

もし《条件１》なら
　　《条件１が正しいときに実行する処理》
他でもし《条件２》なら
　　《条件２が正しいときに実行する処理》
そうでなければ
　　《条件が違うときに実行する処理》
もし終わり

真偽値演算

真偽値のリテラルは○・×と表されます．
真理値演算はかつ，またはで論理積，論理和演算ができます．
例. もし（ほげ＜０または１００＜ほげ）かつふが≠０ならばぴよする

分岐文

switch文などに相当する構文です．C言語等のように条件ごとにbreakする必要はありません．

《変数》について分岐
《分岐させる値》の場合
︙
分岐終わり

おみくじプログラム

数値は、0から5までの乱数
数値について分岐
0の場合
　　　「大吉」を表示する
１の場合
　　　「凶」を表示する
2の場合
　　　「小吉」を表示する
他の場合
　　　「中吉」を表示する
分岐終わり

※ https://rdr.utopiat.net/docs/manual/basis/switch.htm より

繰り返し

繰り返しの構文は用途に応じて複数用意されています

指定回数の繰り返し

《繰り返す回数》回、繰り返す
  《繰り返す処理》
繰り返し終わり

一行で
《繰り返す回数》回、《繰り返す処理》を繰り返す
と書くこともできます．

インデックス付きの指定回数繰り返し

《繰り返す回数》回、《変数名》にカウントしながら繰り返す
    《繰り返す処理（《変数名》を用いる）》
繰り返し終わり

indexは１から始まるので注意が必要です．

変数が指定した値になるまで繰り返す

一般的なC言語風のfor(…, …, …)文の構文はこうなります

《変数名》を《初期値》から《増減数》ずつ増やしながら《最終値》まで 繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

条件に応じて繰り返す

while文はこちら

《条件式》の間、繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

条件がfalseの間繰り返す事もできます

《条件式》になるまで繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

無制限に繰り返す

無限ループはこちら

繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

~~神奈川県警に捕まらないよう~~条件に応じてループから抜けましょう．
break文は繰り返しから抜けるとなります．

配列の内容に応じて繰り返す

配列を舐める形のループ(foreach文)を書くこともできます

《配列》を《変数名》へそれぞれ繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

範囲（range等に相当）が《開始値》～《終了値》と書けるので，これを用いてカウンタ付きの繰り返しを

（《開始値》～《終了値》）を《変数名》へそれぞれ繰り返す
    《繰り返す処理》
繰り返し終わり

と書くこともできます．インデックスが１スタートでないときなどに便利です．

配列

既に何度か登場していますが，プロデルでも値のコレクションである配列が扱えます．
配列を明示的に宣言するには
【《変数名》：《内容物の型》の配列】
と書きます．（デフォルトでは可変長配列です．固定長配列を扱うこともできます）
また，初期化は
《変数》は、｛《１番目の値》、《２番目の値》、…｝
と書けます．

要素へのアクセスは
変数（《インデックス》）
のように（）で何番目かを指定します．1-indexedなので気をつけましょう．

さらに，{}で囲われ，,で区切られた文字列は配列化手順で配列にすることができます．
「{１,３,２}」を配列化する=>{１,３,２}
カンマ区切りの入力ではこの方法で配列として受け取ることができますね．

辞書

連想配列，dictionary，map，hashなどと呼ばれるコレクションです．
初期化は
《変数》は、｛《見出し１》＝《値１》、《見出し２》＝《値２》、…｝
と書けます．見出しには文字列のみ使うことができます．

要素へのアクセスは
変数（《見出し》）
と見出しを指定します．インデックスが文字列であること以外は配列と同様です．

さらに，初期化の形の文字列は辞書化手順で辞書にすることができます．
「{ほげ＝１,ふが＝３,ぴよ＝２}」を辞書化する=>{ほげ＝１,ふが＝３,ぴよ＝２}
カンマ区切りの入力ではこの方法で配列として受け取ることができますね．

手順の定義

これまでは組み込みの手順を使ってきましたが，自分で手順を定義することも可能です．

《手順名》手順
    《処理内容》
終わり

例：

挨拶する手順
    「こんにちは、世界！」をコンソールに表示する
終わり

挨拶する //＝＞こんにちは、世界！

引数のある手順は助詞を指定します

［《変数名》］《助詞》……、《手順名》手順
    《処理内容》
終わり

例：

［対象］に、挨拶する手順
    「こんにちは、［対象］！」をコンソールに表示する
終わり

「地球」に挨拶する //＝＞こんにちは、地球！

※注：例の１行目の［］は引数を表し，２行目は埋め込み文字列のエスケープとなっています．

ブロック式

『』で囲い，ブロック式として扱うことが可能です．
このブロック式は無名手順オブジェクトとして扱われ，変数に代入したり手順の引数とすることが可能です．

//ブロック式の代入
甲＝『「こんにちは」をコンソールに表示』
甲を実行
//=> こんにちは

甲をコンソールに表示 
//=> 匿名手順 (オブジェクト@《オブジェクトのアドレス》)

３回，甲を繰り返す
//=> こんにちは
//   こんにちは
//   こんにちは

３回，乙にカウントしながら『乙をコンソールに表示』を繰り返す
//=> １
//   ２
//   ３

ブロック式を上に挙げた繰り返す文の補語とすることで簡潔に繰り返しを書くことができますね．

種類

プロデルはクラスベースオブジェクト指向なのでクラスを定義することができます．
プロデルのクラスは種類と呼ばれます．

《種類名》とは
    《種類内の変数や手順》

    《変数名》を持つ
    《変数名》：《種類名》＝《値》

    ［自分］を、《手順名》手順
        《手順の内容》
    終わり
終わり

種類中での変数の宣言は持つとします．
手順の定義は自分への参照を持ちます．

また変数，手順にアクセス修飾子をつけることができます．宣言の冒頭に以下の記号を付加します．

識別子	意味
`+`,(なし)	公開(Public)
-	非公開(Private)
#	限定(Protected)

※参照：https://rdr.utopiat.net/docs/onepage2019/syntax/construct.html#construct_modifier

その他，コンストラクタ・getter/setterの宣言，種類の継承などができます．
詳しくは公式マニュアルを参照．

複文（≒メソッドチェーン）

プロデルでは，特殊変数それの機能を利用してメソッドチェーンのように動詞を書き連ねることができます．

特殊変数それは最後に実行された手順の戻り値を格納しています．
例えば

１と２を足す
それと３を掛ける //１＋２＝３が格納されている
それを表示する  //３×３＝９が格納されている
//=> ９