これまで2回にわたり収支を計算するプログラムを作成してきた。while-endを用いてユーザが入力した毎日の支出額を加算して最終的に合計の支出額と収支を計算するというものであった。しかし、これまでに作成をしてきたプログラムにはまだ問題があった。

これまでのプログラムでは、gets.chomp!.to_fを用いてユーザの入力した支出を受け取り変数（例えばexpense）に代入したが、繰り返しを行う中で毎回入力した値が上書きで代入される。例えば、最初に1000と入力し、2回目に2000と入力した場合、expenseには2000が上書きで代入され、最初に代入されていた1000は消えてしまう。したがってこのプログラムで最終的に得られるのは支出合計や支出の平均値のみであり、毎日の支出額はわからない。

では、どうすれば毎日の支出額を全て覚えておくことができるだろうか。

1つ目の方法は、全て違う変数に代入するということである。例えば、expense1、expense2、expense3、expense4、....、expense31としておくことができる。最初に入力した値はexpense1に代入し、2番目に入力した値はexpense2に代入、ということを延々と繰り返せば毎日の支出を覚えておくことができる。

しかし、何日分入力するかは既知ではないし、同じようなことを何度も書かなければならないのは煩わしい。このような問題を解決するために利用するのが配列である。

変数には通常1つの値しか代入しておくことができない。以下のケースでは、x = 10とすることで、以前xに代入されていた5は忘れてしまい、xの値は10となる。このように新しい値を代入すると、前に代入されていた値を忘れてしまうというのが通常の変数の特性であった。

x = 5
p x   #=>5
x = 10
p x   #=>10

これに対して、通常の変数を拡張して、複数の値を入れられるようにしたものが配列である。

x = 150：これまでの変数（1つの値のみ保存可能）

y = [150, 200, 380, 160, 240, 400]：配列（複数の値を保存可能）

上記ではyという配列変数には6個の値が代入されている。最大6個まで保存できるということではなく、いくつでも値を保存できる。配列変数は複数の値を,（カンマ）で区切って保存し、かつ全ての値を[]内に格納している。配列の中に代入されている値の呼び方について、単にyに代入されている値とすると、6個のうちのどれを指しているのかがわからなくなる。このため、配列変数を使用する場合は、配列内の何番目の値を表示するのか、または配列内の何番目に値を代入するのかを示す必要がある。

• 150：yの中の0番目の要素
• 200：yの中の1番目の要素
• 380：yの中の2番目の要素
• 160：yの中の3番目の要素
• 240：yの中の4番目の要素
• 400：yの中の5番目の要素

1番目からではなく0番目から開始していることに注意しよう。

次に0番目の要素や1番目の要素をRubyの記法にしたがって記述する方法を見てみよう。

• yの中の0番目の要素：y[0]
• yの中の1番目の要素：y[1]
• yの中の2番目の要素：y[2]
• yの中の3番目の要素：y[3]
• yの中の4番目の要素：y[4]
• yの中の5番目の要素：y[5]

配列の中の何番目の値であるかは、変数名[n]で表現することができる。一番最初の値であれば変数名[0]、2番目は変数名[1]となる。[]の中の数字のことを添字もしくはインデックスと呼ぶ。

プログラムの中で配列を使用する場合、まずはその変数が配列変数であることを示す必要がある。

配列への値の代入と、代入された値の表示

まず、その変数が配列であることを定義する。代入をする場合は、配列の何番目に代入をするかインデックスで指定をする。一つの例を見てみよう（array.rb）。

#!/usr/koeki/bin/ruby

item = []  #=>itemは配列
sum = 0

print"1つ目の商品の金額を入力してください\n"
item[0] = gets.chomp!.to_i  #=>itemの0番目に代入
p item     #=>pは変数内の値を表示するメソッド
sum += item[0]

print"2つ目の商品の金額を入力してください\n"
item[1] = gets.chomp!.to_i
p item
sum += item[1]

print"3つ目の商品の金額を入力してください\n"
item[2] = gets.chomp!.to_i
p item
sum += item[2]

printf("購入した商品は、%d円、%d円、%d円でした\n",
item[0],item[1],item[2])
printf("合計は%d円です\n",sum)

実行すると次の結果が得られる。

irsv{c10xxxx}% ruby array.rb[Return]
1つ目の商品の金額を入力してください
100[Return]
[100]
2つ目の商品の金額を入力してください
200[Return]
[100,200]
3つ目の商品の金額を入力してください
300[Return]
[100,200,300]
購入した商品は、100円、200円、300円でした
合計は600円です

このプログラムでは3つの商品の金額を入力し、最後に個々の商品金額と合計金額を表示する。個々の商品の金額はgetsメソッドを使ってキーボードからの入力を取得する際、item[0]やitem[1]に代入している。1つ目は配列変数itemの0番目、2つ目は1番目、3つ目は2番目というようにインデックスの値を1ずつ増やしながら代入しているため金額は上書きされず、全てを保持している。

実行結果内の、[100]や[100,200]はp itemに対する出力結果である。pメソッドは変数内の値を表示するが、指定した変数が配列の場合にはこのように[]をつけて代入されている値を全て表示する。これを見れば入力した値が順次代入されていることがわかる。

printfメソッドを使って配列内の値を表示する際は、printf ("購入した商品は、%d円、%d円、%d円でした",item[0],item[1],item[2])というように、インデックスに0、1、2を指定することで順番に取り出しができている。

配列への初期値の与え方

取り扱う変数が配列である場合は、冒頭で配列であることを示す必要があることは述べた。2種類の方法（x=[]もしくはx=Array.new；xは任意の変数名）があったが、これらはいずれも初期値がない、からっぽの配列である。配列には最初から値を入れておくこともできる。

• hoge = [100,200,300,400]　とすれば最初から4つのデータ（hoge[0]からhoge[3]まで）が代入された配列が作られる。
• hoge = Array.new(5,10)　とすればhoge[0]からhoge[4]まで10が代入された配列が作られる。つまり、Array.new(長さ,初期値)であり、hoge = [10,10,10,10,10]と同義になる。

配列には文字も代入できる

配列には数字だけでなく文字列も代入できる（通常の変数でも文字列を代入可能）。1つの配列変数の中に文字列と数字を混在させることもできる。

name = ["伊藤", "木村", "山田", "鈴木", "川島"]
mixed = ["Hello", 34, "Windows", "Green", 125]

インデックスの指定を間違えると値が上書きされる

先ほどのプログラム（array.rb）でインデックスの指定を間違えた場合にはデータが上書きされる。3つの商品の金額を入力する際、item[0]、item[1]、item[2]としていたが、全てitem[0]とした場合、1番目、2番目に入力した値はそれぞれ上書きされ、item[0]内には最後に入力した値が保持される。

array.rbのプログラムでは3つの商品の金額を入力し、最後に個々の商品の金額と合計を表示するが、5つの商品の金額を入力できるように変更してみよう。余裕がある人は10個まで対応できるように変更してみよう。プログラムを作成、実行した上で気がついた点や感想があればそれらも含めてメールで送ること。

制限時間は10分。完成しない場合は、途中まででも構わないので実行し、結果をメールで送ること。出席点は2点。提出要領は下記の通り。

• 提出先：課題提出用メールアドレス
• メールのSubject：ruby06
• 本文の構成：1行目で学籍番号、氏名を記載する。2行目以降に改良したプログラムとktermでの実行結果を貼り付ける。その後感想や気がついた点を述べる。

Tips：emacsでの日本語入力のオンオフはCtrl-oです

Tips：Mewによるメールの送り方はMewコマンドを参照

配列を用いることで、最後に個々の商品の金額を表示することが可能となる。ただし配列に値を代入するにはインデックスを指定しなければならないため、プログラム内に同じようなことを何度も繰り返して入力しなければならない。

array.rbではitem[0]、item[1]、item[2]というようにインデックスに具体的な値を指定していたが、具体的な値を指定するかわりに、インデックスを変数にすると、このわずらわしさから解放される。以下の例を見てみよう（index.rb）。

#!/usr/koeki/bin/ruby

item = []  #=>itemは配列
number = 0

while true
  print"何か数字を入力してね（終了はend）\n"
  item[number] = gets.chomp!
  if item[number] == "end"
    then break
  end
  number += 1
end

p item

同じことを何度も繰り返して書くのはわずらわしいので、while-endの構文を用いている。ここではwhile trueを用い、キーボードから入力した値がendの場合に繰り返しから抜けるように指示をしている。

ここで注目すべきは、インデックスとしてnumberという変数を用いている点である。冒頭でnumber = 0として初期値に0を代入しているため、1回目のitem[number]はitem[0]と同義になる。繰り返しを行う中でnumber += 1として1ずつ増加しているため、2回目以降の繰り返しではitem[1]、item[2]、item[3]と変化する。繰り返しを継続するたびにnumberの値が1増加するので、キーボードから入力された値はインデックスを1ずつ増加させながら配列内に順次代入されることになる。

これを実行すると以下の通りとなる。

irsv{c10xxxx}% ruby index.rb[Return]
何か数字を入力してね（終了はend）
100[Return]
何か数字を入力してね（終了はend）
200[Return]
何か数字を入力してね（終了はend）
300[Return]
何か数字を入力してね（終了はend）
end[Return]
["100","200","300","end"]

参考までに、このプログラムではどこにもto_iが出現していない。このため配列内に代入された値を見ると"100"というように""が付いている。""がついているのは文字列であり、このままでは全てを足して合計を算出するということはできない。

また、配列の最後に"end"が値として代入されているという点も覚えておく必要がある。

配列に値を代入する際にインデックスに変数を指定したように、配列に代入されている値を表示する際にもインデックスを指定することができる。

例えば、item = [100,200,300]というように3つの商品の金額が代入されていたとする。ここで、3つの商品の金額を表示する場合、array.rbの書き方をそのままもってくれば

printf("1個目%d円、2個目%d円、3個目%d円\n",item[0],item[1],item[2])

となる。既に気づいているだろうが、これもこのままでは使い勝手が悪い。商品を何個購入するかは既知ではないためである。ここでも配列のインデックスに変数を使用して、順番に値を読み出してみよう（index2.rb）。

#!/usr/koeki/bin/ruby

item = [100,200,300]
x = 0
sum = 0

while x < item.length
  printf("%d個目     %d円\n",x+1,item[x])
  sum += item[x]
  x += 1
end
printf("合計は%d円です\n",sum)

これを実行すると以下の通りとなる。

irsv{c10xxxx}% ruby index2.rb[Return]
1個目     100円
2個目     200円
3個目     300円
合計は600円です

このプログラムではインデックスにxという変数を使用し、xの初期値を0とし、while文の中でxの値を1ずつ増加させながらitem内の値を1つずつ順番に読み出している。ここでwhile文を継続する条件であるx < item.lengthについて見てみよう。lengthは上述の通り、配列内の値の数を返してくれるメソッドである。itemという配列には現在3つの値が代入されているため、item.lengthは3であり、これはx < 3と書いてあるのと同義である。xの初期値は0でありwhile文の中で1ずつ増加させているため、1回目はitem[0]、2回目はitem[1]、3回目はitem[2]が表示される。4回目になった時点でxは3になっており、x < 3という条件を満たさなくなるので、これで繰り返しが終了となり、最後にendの下にあるprintfの行が実行され、合計金額が表示される。

配列の個々の要素にさらに配列を代入することができる。これを二次元配列という（通常の配列は一次元配列）。

hoge = []
hoge[0] = [1,2,3]
hoge[1] = [4,5,6]

とした場合、p hogeをすると[[1,2,3],[4,5,6]]となる。hogeの第0要素、第1要素いずれも配列が代入されている。二次元配列において各値の指定はhoge[i][j]という形をとる。

したがって、hoge = [[1,2,3],[4,5,6]]の場合、各値は以下のように指定できる。

• 1：hoge[0][0]
• 2：hoge[0][1]
• 3：hoge[0][2]
• 4：hoge[1][0]
• 5：hoge[1][1]
• 6：hoge[1][2]

前回作成したkadai3.rbをさらに改良し、以下の要件を満たすkadai4.rbを作成しなさい。本来家計簿は1ヶ月ごとに作成するが、1か月分のデータを入力するのは大変なため、7日分のデータを入力すればよい。

1. kadai3.rbは最後に支出合計、収支、一日あたりの平均支出を表示したが、これに加えて毎日の支出を表示できるようにせよ（ここまでだと7点満点）。
2. 1番と同じだが出力結果を整えて表示せよ（ここまでだと8点満点）。
3. 毎日の支出を「食費」「外食」「その他」などの項目別に入力し、出力される結果も家計簿らしくせよ。できれば二次元配列を使用してみよう（二次元配列を使用していれば10点満点、していなければ9点満点）。

2番まで実施した際の結果出力例（右端が綺麗に整うようにすること）

+-----------------+
  収入    10000円 
+-----------------+
  支出            
  1日      1000円 
  2日       900円 
  3日      1200円 
  4日      1700円 
  5日      2420円 
  6日      1100円 
  7日        30円 
+-----------------+
  計       8350円 
  平均   1192.8円 
+-----------------+
  収支    +1650円 
  頑張りましたね！
+-----------------+

3番まで実施した際の結果出力例（綺麗に整うようにすること）

支出  食費  外食 その他   計
-----------------------------
1日    300   400   100   800
2日    250   350     0   600
3日    400   280     2   682
4日    500   190   250   940
5日     10   650   400  1060
6日    450   800   100  1350
7日    850     0   200  1050
-----------------------------
                   合計 6482
収入6000           平均  926
-----------------------------
収支                     -482
-----------------------------
赤字です！節約しよう。

今回のプログラムは、index.rbとindex2.rbを合体したような形となる。ただし、index.rbは入力を受け付ける際にはto_iがついていないため、入力値が文字列として取り扱われていた。また、配列内の最後の値が"end"となっていた。このままでは合計が求められないので、このあたりの修正をいかに上手く行うかがポイントとなる。

• 提出先：課題提出用メールアドレス
• 提出期限：6/1(日）23:00
• メールのSubject：kadai04
• 本文の構成：1行目で学籍番号、氏名を記載する。2行目以降は下記の構成とする

1. 作成したプログラム
2. プログラムの実行結果
3. プログラムの説明
4. 感想

---

• 採点基準：期限内提出点（2点）、メールの体裁（1点）、プログラム（2点）、プログラムの説明（2点）、問題2以降の加点（1〜3点）
• プログラムの説明は、配列への代入部、配列からの読み出し部について重点的に行うこと。
• わかりにくい説明や、Webページを単にコピー&ペーストしただけの説明は減点することがある。一度読み直してから提出すること。
• 驚異的に良くできているレポートについては満点を超える得点をつけることがある。
• よくできていたレポートは、他の人の参考になるよう、本人が特定できないような形で掲載する。掲載してほしくない場合はメールでの課題提出時にその旨記載すること。

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Tips：emacsでの日本語入力のオンオフはCtrl-oです

Tips：ktermでのプログラムの実行結果をメールに貼り付けるには、コピーしたい箇所をマウスで選択し、emacs（Mew）上でマウスの真ん中ボタンをクリックする

Tips：Mewによるメールの送り方はMewコマンドを参照