再帰で2進数を出力する 問題09

標準 レベル:中級 / このアルゴリズムの解説を読む

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。

手続 toBinary は、1 以上の整数 n を受け取り、自分自身を呼び出しながら値を出力する。

次のプログラムを toBinary(24) で呼び出す。

〔プログラム〕

1○toBinary(整数型: n)
2 if (n ≧ 2)
3 toBinary([ a ])
4 endif
5 (n mod 2) を出力する
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n
ヒント2:最初の3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。

#行したこと手続n
12条件判定(真)toBinary24
22条件判定(真) toBinary12
32条件判定(真)  toBinary6

設問1

プログラムを実行すると 1、1、0、0、0 の順に出力される。プログラム中の [ a ] に入れる正しい答えはどれか。

解答群

正解:ア n ÷ 2 の商

  • 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。
  • 「n ÷ 2 の商」→ 出力は 1、1、0、0、0(正解)
  • 「n ÷ 2 の商 - 1」→ 出力は 1、0、1、0
  • 「n mod 2」→ 出力は 0、0
  • 「n - 2」→ 出力は 0、0、0、0、0、0、0、0 …(全部で13個)

設問2

5行目を5回目に実行した直後の、変数 n の値はどれか。

解答群

正解:ウ 24

  • 5行目は全部で5回実行されます。
  • 実行した直後の n は、順に 1 → 3 → 6 → 12 → 24 です。
  • 5回目の直後なので、答えは 24 です。

設問3

3行目が実行される回数はどれか。

解答群

正解:イ 4

  • 3行目は4回実行されます。トレース表で 3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。

手続 toBinary は,1 以上の整数 n を受け取り,自分自身を呼び出しながら値を出力する。

関数 toBinary を toBinary(24) として呼び出したとき,プログラム中の α の行は[ a ]回実行される。

〔プログラム〕

○toBinary(整数型: n)
if (n ≧ 2)
toBinary(n ÷ 2 の商) /*** α ***/
endif
(n mod 2) を出力する

解答群

正解:エ 4

  • 3行目は4回実行されます。トレース表で 3行目の行を数えると確かめられます。

α の行は,下のトレース表(行番号つき)では 3 行目です。

解説

出力する行は再帰呼出しの後ろにあるので、いちばん深い呼出し(n が 1)から先に出力されます。 n を 2 で割った商を順に書き出し、下から n mod 2 を読むと、出力は {1, 1, 0, 0, 0} です。24 の2進数表記と同じ並びになります。

行番号つきのプログラム

1○toBinary(整数型: n)
2 if (n ≧ 2)
3 toBinary(n ÷ 2 の商)
4 endif
5 (n mod 2) を出力する

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。

#行したこと手続n
12条件判定(真)toBinary24
22条件判定(真) toBinary12
32条件判定(真)  toBinary6
42条件判定(真)   toBinary3
52条件判定(偽)    toBinary1
65出力(1)    toBinary1
73呼出し   toBinary3
85出力(1)   toBinary3
93呼出し  toBinary6
105出力(0)  toBinary6
113呼出し toBinary12
125出力(0) toBinary12
133呼出しtoBinary24
145出力(0)toBinary24