隣どうしの比較と交換（1巡）（標準） 問題09
練習モードは行番号つきで順に解く形式、本番形式は公開問題と同じ体裁の1問です。
関数 onePass は、配列 data の隣り合う要素を先頭から順に比べ、左が大きければ入れ替える。配列の要素番号は 1 から始まる。
次のプログラムを onePass({5, 2, 9, 4}) で呼び出す。
〔プログラム〕
| 1 | ○整数型の配列: onePass(整数型の配列: data) |
| 2 | 整数型: j, tmp |
| 3 | for (j を 1 から dataの要素数 － 1 まで 1 ずつ増やす) |
| 4 | if (［ ａ ］) |
| 5 | tmp ← data[j] |
| 6 | data[j] ← data[j ＋ 1] |
| 7 | data[j ＋ 1] ← tmp |
| 8 | endif |
| 9 | endfor |
| 10 | return data |
ヒント1：トレース表の枠を見る
この列で表を作り、文を1つ実行するたびに1行足していきます。
| # | 行 | したこと | data | j | tmp |
|---|
ヒント2：最初の4ステップを見る
続きを同じ要領で書いていきます。太字は、その文で値が変わった変数です。
| # | 行 | したこと | data | j | tmp |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 宣言 | {5, 2, 9, 4} | 未設定 | 未設定 |
| 2 | 3 | 繰返しの初期化 | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
| 3 | 3 | 条件判定（真） | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
| 4 | 4 | 条件判定（真） | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
設問1
onePass({5, 2, 9, 4}) を呼び出すと戻り値は {2, 5, 4, 9} になる。プログラム中の ［ ａ ］ に入れる正しい答えはどれか。
正解：イ data[j] > data[j ＋ 1]
- それぞれの選択肢を空欄に入れて、実際に動かした結果は次のとおりです。
- 「data[j] > data[j － 1]」→ 途中で止まる（配列の範囲外です（要素番号 0、要素数 4））
- 「data[j] > data[j ＋ 1]」→ 戻り値は {2, 5, 4, 9}（正解）
- 「data[j] < data[j ＋ 1]」→ 戻り値は {5, 9, 4, 2}
- 「data[j] ≠ data[j ＋ 1]」→ 戻り値は {2, 9, 4, 5}
設問2
7行目を2回目に実行した直後の、変数 data の値はどれか。
正解：イ {2, 5, 4, 9}
- 7行目は全部で2回実行されます。
- 実行した直後の data は、順に {2, 5, 9, 4} → {2, 5, 4, 9} です。
- 2回目の直後なので、答えは {2, 5, 4, 9} です。
設問3
7行目が実行される回数はどれか。
正解：イ 2
- 7行目は2回実行されます。トレース表で 7行目の行を数えると確かめられます。
本番形式
問 次の記述中の［ ａ ］に入れる正しい答えを，解答群の中から選べ。
関数 onePass は，配列 data の隣り合う要素を先頭から順に比べ，左が大きければ入れ替える。配列の要素番号は 1 から始まる。
関数 onePass を onePass({5, 2, 9, 4}) として呼び出すと，戻り値は［ ａ ］となる。
〔プログラム〕
| ○整数型の配列: onePass(整数型の配列: data) |
| 整数型: j, tmp |
| for (j を 1 から dataの要素数 － 1 まで 1 ずつ増やす) |
| if (data[j] > data[j ＋ 1]) |
| tmp ← data[j] |
| data[j] ← data[j ＋ 1] |
| data[j ＋ 1] ← tmp |
| endif |
| endfor |
| return data |
解答群
正解：イ {2, 5, 4, 9}
- 戻り値になる data は、{5, 2, 9, 4} → {2, 2, 9, 4} → {2, 5, 9, 4} → {2, 5, 4, 4} → {2, 5, 4, 9} と変わります。
- 10行目で返す時点の値 {2, 5, 4, 9} が答えです。
解説
1巡すると、最も大きい要素が末尾まで運ばれます。 それ以外の要素は、途中で入れ替わった分だけ動きます。
行番号つきのプログラム
| 1 | ○整数型の配列: onePass(整数型の配列: data) |
| 2 | 整数型: j, tmp |
| 3 | for (j を 1 から dataの要素数 － 1 まで 1 ずつ増やす) |
| 4 | if (data[j] > data[j ＋ 1]) |
| 5 | tmp ← data[j] |
| 6 | data[j] ← data[j ＋ 1] |
| 7 | data[j ＋ 1] ← tmp |
| 8 | endif |
| 9 | endfor |
| 10 | return data |
トレース表（全ステップ）
太字は、その文で値が変わった変数です。設問が指している行は黄色、その回は濃い黄色、変数は青い列で示します。
| # | 行 | したこと | data | j | tmp |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 宣言 | {5, 2, 9, 4} | 未設定 | 未設定 |
| 2 | 3 | 繰返しの初期化 | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
| 3 | 3 | 条件判定（真） | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
| 4 | 4 | 条件判定（真） | {5, 2, 9, 4} | 1 | 未設定 |
| 5 | 5 | 代入 | {5, 2, 9, 4} | 1 | 5 |
| 6 | 6 | 代入 | {2, 2, 9, 4} | 1 | 5 |
| 7 | 7 | 代入 | {2, 5, 9, 4} | 1 | 5 |
| 8 | 3 | 繰返しの更新 | {2, 5, 9, 4} | 2 | 5 |
| 9 | 3 | 条件判定（真） | {2, 5, 9, 4} | 2 | 5 |
| 10 | 4 | 条件判定（偽） | {2, 5, 9, 4} | 2 | 5 |
| 11 | 3 | 繰返しの更新 | {2, 5, 9, 4} | 3 | 5 |
| 12 | 3 | 条件判定（真） | {2, 5, 9, 4} | 3 | 5 |
| 13 | 4 | 条件判定（真） | {2, 5, 9, 4} | 3 | 5 |
| 14 | 5 | 代入 | {2, 5, 9, 4} | 3 | 9 |
| 15 | 6 | 代入 | {2, 5, 4, 4} | 3 | 9 |
| 16 | 7 | 代入 | {2, 5, 4, 9} | 3 | 9 |
| 17 | 3 | 繰返しの更新 | {2, 5, 4, 9} | 4 | 9 |
| 18 | 3 | 条件判定（偽） | {2, 5, 4, 9} | 4 | 9 |
| 19 | 10 | 戻る（{2, 5, 4, 9}） | {2, 5, 4, 9} | 4 | 9 |