文字列の中から並びを探す 問題26
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 find は、文字の配列 text の中で、文字の配列 pat と同じ並びが最初に現れる位置（先頭の要素番号）を返す。現れなければ 0 を返す。配列の要素番号は 1 から始まる。
次のプログラムを find({"a", "a", "b", "a", "a"}, {"a", "b"}) で呼び出す。
〔プログラム〕
| 1 | ○整数型: find(文字型の配列: text, 文字型の配列: pat) |
| 2 | 整数型: i, j |
| 3 | for (i を 1 から textの要素数 － patの要素数 ＋ 1 まで 1 ずつ増やす) |
| 4 | j ← 1 |
| 5 | while (j ≦ patの要素数 and text[i ＋ j － 1] ＝ pat[j]) |
| 6 | j ← j ＋ 1 |
| 7 | endwhile |
| 8 | if (j > patの要素数) |
| 9 | return i |
| 10 | endif |
| 11 | endfor |
| 12 | return 0 |
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 | text | pat | i | j |
|---|
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 | text | pat | i | j |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 宣言 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 未定義 | 未定義 |
| 2 | 3 | 繰返しの初期化 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 未定義 |
| 3 | 3 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 未定義 |
| 4 | 4 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 1 |
設問1
5行目の条件式が評価される回数はどれか。
正解：ウ 5
- 5行目の条件式は5回評価され、真が3回、偽が2回です。
設問2
6行目が実行される回数はどれか。
正解：イ 3
- 6行目が実行されるのは、5行目の条件が真になったときだけです。
- 5行目の条件は5回評価され、真になるのは3回です。したがって 6行目は3回実行されます。
設問3
find({"a", "a", "b", "a", "a"}, {"a", "b"}) を呼び出したときの戻り値はどれか。
正解：イ 2
- 戻り値になる i は、1 → 2 と変わります。
- 9行目で返す時点の値 2 が答えです。
本番形式
問 次のプログラム中の［ ａ ］に入れる正しい答えを，解答群の中から選べ。
関数 find は，文字の配列 text の中で，文字の配列 pat と同じ並びが最初に現れる位置（先頭の要素番号）を返す。現れなければ 0 を返す。配列の要素番号は 1 から始まる。
関数 find を find({"a", "a", "b", "a", "a"}, {"a", "b"}) として呼び出すと，戻り値は 2 となる。
〔プログラム〕
| ○整数型: find(文字型の配列: text, 文字型の配列: pat) |
| 整数型: i, j |
| for (i を 1 から textの要素数 － patの要素数 ＋ 1 まで 1 ずつ増やす) |
| j ← 1 |
| while (j ≦ patの要素数 and text[［ ａ ］] ＝ pat[j]) |
| j ← j ＋ 1 |
| endwhile |
| if (j > patの要素数) |
| return i |
| endif |
| endfor |
| return 0 |
解答群
正解：イ i ＋ 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。
- 「i ＋ j」→ 戻り値は 1
- 「i ＋ j － 1」→ 戻り値は 2（正解）
- 「i」→ 戻り値は 0
- 「i － j ＋ 1」→ 途中で止まる（配列の範囲外です（要素番号 0、要素数 5））
- 「i ＋ j ＋ 1」→ 途中で止まる（配列の範囲外です（要素番号 6、要素数 5））
- 「j」→ 戻り値は 0
解説
i は text の中の「照合を始める位置」、j は pat の何文字目まで一致したかを表します。 1文字でも違えば while を抜け、i を 1 つ進めて pat の先頭から比べ直します。j が pat の要素数を超えたら、全部一致したということです。戻り値は 2 です。
行番号つきのプログラム
| 1 | ○整数型: find(文字型の配列: text, 文字型の配列: pat) |
| 2 | 整数型: i, j |
| 3 | for (i を 1 から textの要素数 － patの要素数 ＋ 1 まで 1 ずつ増やす) |
| 4 | j ← 1 |
| 5 | while (j ≦ patの要素数 and text[i ＋ j － 1] ＝ pat[j]) |
| 6 | j ← j ＋ 1 |
| 7 | endwhile |
| 8 | if (j > patの要素数) |
| 9 | return i |
| 10 | endif |
| 11 | endfor |
| 12 | return 0 |
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 | text | pat | i | j |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 宣言 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 未定義 | 未定義 |
| 2 | 3 | 繰返しの初期化 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 未定義 |
| 3 | 3 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 未定義 |
| 4 | 4 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 1 |
| 5 | 5 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 1 |
| 6 | 6 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 2 |
| 7 | 5 | 条件判定（偽） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 2 |
| 8 | 8 | 条件判定（偽） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 1 | 2 |
| 9 | 3 | 繰返しの更新 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 2 |
| 10 | 3 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 2 |
| 11 | 4 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 1 |
| 12 | 5 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 1 |
| 13 | 6 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 2 |
| 14 | 5 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 2 |
| 15 | 6 | 代入 | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 3 |
| 16 | 5 | 条件判定（偽） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 3 |
| 17 | 8 | 条件判定（真） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 3 |
| 18 | 9 | 戻る（2） | {"a", "a", "b", "a", "a"} | {"a", "b"} | 2 | 3 |