はじめに

大学入試問題シリーズ第2弾です。

第1弾は以下を参照してください。
大学入試問題をoctaveで解く #Octave - Qiita ¹

今回は、Swift ² を使って解いてみたいと思います。macOS の iPhone エミュレータで動作を確認します。
本来は一つの記事にまとめたかったのですが、下記のビルドエラーに悩まされて執筆が捗らなかったため、前後編に分けました。

the compiler is unable to type-check this expression in reasonable time; try breaking up the expression into distinct sub-expressions

本記事は前編として、作図までを実装しました。
後日公開予定の後編では、残りの面積を求める部分の実装を行い、ソースコードを公開する予定です。

動作環境

macOS
- System Version: macOS 15.2
- Chip: Apple M1 Pro
- Memory: 16 GB
Xcode
- Version: 16.2

入試問題

解答の対象となる入試問題です。第1弾と同じ問題です。

\begin{align}
|x| + |y| - 2 & \leq 0 \tag{1} \\
x^2 + 2x - 2y - 1 & \geq 0 \tag{2} \\
\end{align}

\begin{array}{c}
(1), (2) を同時に満たす点(x, y)の全体からなる領域を D とする。 \\
D を図示し、その面積を求めよ。 \\
\end{array}

アプリでの表示

せっかくなので、アプリでも問題を確認できるようにしてみました。

WebView 内で、MathJax ³ を使っています。
本来は改行しないのですが、スクリーンからはみ出さないように CSS などを駆使して無理やり改行させています。紙面の都合で、Landscape Mode のスクリーンショットを掲載していますが、Portrait Mode にすると改行されます。

解答

利用するフレームワーク・ライブラリ

Swift Charts ⁴
- グラフを図示するために使います
- 最新機能を利用する場合、ビルドのターゲットを iOS v18.0 以上にしないとビルドエラーになります
Accelerate ⁵
- 面積を求めるための行列演算や積分で利用する予定です

作図

縦横スクロール、ピンチでの拡縮に対応しています。がんばりました。

（面積）

後編で答えを求める予定です。

おわりに

普段は TypeScript を書くことが多いのですが、Swift は構文が特徴的だと感じました。その構文は、Ruby のブロック付きメソッド呼び出し ⁶ に由来しているのかもしれません。
Swift Charts は比較的あたらしい SwiftUI のフレームワークのようで、サンプルコードも少なく実装に苦労しました。
できるだけ早くソースコードを公開できるようがんばります。

おまけ

本記事を執筆する際に役立った情報を残しておきます。

macOS

macOS のハードウェア情報とソフトウェア情報を確認するのは、下記コマンドが便利です。

$ system_profiler -detailLevel mini SPHardwareDataType SPSoftwareDataType

Swift

Swift さくっと確認したい基礎文法 [Struct(構造体)] #iOS - Qiita
- https://qiita.com/yuinchirn/items/98b568d595650eca3334
SwiftでRangeからArrayを取得する #Swift - Qiita
- https://qiita.com/shoma2da/items/efe1cb6e96d95959fcdd
Swiftの範囲型を理解する #iOS - Qiita
- https://qiita.com/roba4coding/items/a981c7faf43555753314
Swift で上付き文字・下付き文字を表示させる - 酢ろぐ！
- https://blog.ch3cooh.jp/entry/ios/display_superscript_and_subscript_characters

SwiftUI

SwiftUIで「式が複雑すぎる」「式を分解しろ」と言われたら #Swift - Qiita
- https://qiita.com/Hyperbolic_____/items/cf808879ef8ff04a1afb
【SwiftUI】フォントサイズの種類とサイズのカスタム方法 | Seeds
- https://seeds-digital.com/swiftui-fontsize/
【SwiftUI】onAppearの使い方と活用方法を徹底解説！ - iPhoneアプリ開発講座｜CodeCandyオンラインプログラミングスクール
- https://blog.code-candy.com/swiftui_onappear/
[SwiftUI] 複数ジェスチャーのサポート (Pinch と Drag の両方をサポートする) | SmallDeskSoftware
- https://software.small-desk.com/development/2021/06/28/swiftui-pinch-and-drag/

公式チュートリアル

SwiftUI を触ったことがなかったので、勉強のために下記のチュートリアルを実施しました。

Xcode

コーディングが捗る設定やショートカットです。

Vim Mode

Editor > Vim Mode

インデント、コード整形

Ctrl + I

コメントアウト

Command + /

選択行の上下移動

Command + Option + [
Command + Option + ]

エミュレータ

ビルド

Xcode: A build only device cannot be used to run this target. #iOS - Qiita
- https://qiita.com/ishitan/items/5720949783b89d0af9d9

スクリーンショット・レコード

【ffmpeg】動画の解像度を指定してリサイズ、アスペクト比を維持したまま解像度を変更する、回転する #ffmpeg - Qiita
- https://qiita.com/riversun/items/d09d8e596a20ec1798f3
【iOS Simulator】 iPhoneシミュレータのスクリーンショットを撮る方法 | アマチュア無線局JS2IIU
- https://js2iiu.com/2024/06/15/xcode-iphone-screenshot/