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擬似言語の実行・トレースツール

基本情報技術者試験の科目Bの擬似言語で書いたプログラムを実行して、1行ずつ変数の値の変化を確かめられます。if・while・for、配列、関数と再帰呼出しに対応しています。問題のプログラムを入力して、自分のトレース(手で追った結果)と比べてみてください。

プログラム

使える書き方
宣言    整数型: x ← 0, y      実数型 / 文字列型 / 論理型 も可
配列    整数型の配列: a ← {1, 2, 3}   要素は a[1] から(1から数える)
要素数  aの要素数               追加  aの末尾に x を追加する
代入    x ← 式                  出力  出力 x, y
条件    if (条件) … elseif (条件) … else … endif
繰返し  while (条件) … endwhile    do … while (条件)
        for (i を 1 から n まで 1 ずつ増やす) … endfor(減らす も可)
関数    ○整数型: f(整数型: n) と書き、その下の行を字下げして本体を書く。return 式
手続    ○g(整数型: n)
演算    + - × ÷ mod(* / も可)   比較 = ≠ < > ≦ ≧   論理 and or not
        整数型の変数に入れると、÷ の結果の小数部は切り捨て
文字列  "abc"、+ でつなぐ          真偽  true / false

出力


    

    
トレース

    

      
      
      
      
      
    

    

    

      

      

    

    
試験の擬似言語の主な書き方に対応した、学習用の簡単な処理系です。実際の試験問題の書き方とは細部が異なることがあります。変数の表は、その時点で実行している関数の中の変数を表示します(関数の外で宣言した変数は、関数の中からも使えます)。配列は参照で渡します。

  

  




  
科目Bとトレース

  
基本情報技術者試験の科目Bでは、擬似言語で書かれたプログラムを読み、実行結果や空欄に入る字句を答える問題が中心です。そのためには、プログラムを1行ずつ追いかけて、変数の値がどう変わるかを表に書きながら確かめるトレースの力が欠かせません。このツールでは、自分で手を動かしてトレースした結果を、実際に実行した結果と1行ずつ比べられます。





  
擬似言語の基本

  
擬似言語では、変数は「整数型: x」のように型を付けて宣言し、値の代入は「x ← 1」のように矢印で書きます。条件分岐は if … elseif … else … endif、繰返しは while … endwhile や for … endfor で書きます。配列は {1, 2, 3} のように書き、要素は a[1] のように1から数える番号で指定します。関数は「○整数型: f(整数型: n)」のように宣言し、return で値を返します。÷ の結果は、整数型の変数に入れると小数部が切り捨てられることに注意します。





  
トレースのこつ

  
トレースでは、変数ごとに列を作った表に、1行実行するたびに変わった値を書き込みます。繰返しは、毎回の条件の判定を忘れずに書き、最後に条件が偽になって抜ける回も数えます。配列の番号が1から始まるのか0から始まるのか、繰返しの終わりが「まで」なのか「未満」なのかで、結果が1回分ずれる(オフバイワン)間違いがよく起こります。再帰呼出しでは、呼出しの深さごとに変数が別々にあることを意識し、戻り値を下から順に計算します。





  
よく出るプログラム

  
科目Bでよく題材になるのは、配列の合計・最大値・並べ替え(バブルソートや選択ソート)、二分探索、最大公約数(ユークリッドの互除法)、2進数への変換、再帰(階乗・フィボナッチ数)、スタックやキューを配列で作るプログラムなどです。例を選んで実行し、トレースの表で変数の変化を確かめてから、条件や繰返しの範囲を少し変えて、結果がどう変わるかを試してみてください。




関連する問題を解く



  

    
次のプログラムで、x と y の値を入れ替えるつもりで2つの代入文を書いた。実行した後の x と y の値の組はどれか。

    
  1. Ax = 3, y = 3
  2. Bx = 7, y = 3
  3. Cx = 7, y = 7

    
答えと解説を見る
正解：C. x = 7, y = 7
擬似言語の代入文は、上から順に1つずつ実行されます。x ← y で x は7になり、元の値3はこの時点で失われます。続く y ← x では新しい x の値7が y に入るので、x = 7、y = 7 になります。値を入れ替えるには、t ← x、x ← y、y ← t のように、作業用の変数に元の値を退避してから代入します。

  

  

    
3つの変数の値を順に送る次のプログラムを実行した後の a、b、c の値の組はどれか。

    
  1. Aa = 2, b = 3, c = 1
  2. Ba = 2, b = 3, c = 2
  3. Ca = 3, b = 1, c = 2

    
答えと解説を見る
正解：A. a = 2, b = 3, c = 1
t ← a で、最初の a の値1を t に退避します。a ← b で a = 2、b ← c で b = 3 になり、最後の c ← t で退避しておいた1が c に入ります。3つの値が1つずつ前へずれるので、a = 2、b = 3、c = 1 です。t を使わずに c ← a と書くと、その時点の a はすでに2なので c = 2 になってしまいます。

  

  

    
x を3倍することを繰り返す次のプログラムを実行した後の n の値はどれか。

    
  1. A4
  2. B5
  3. C6

    
答えと解説を見る
正解：B. 5
x と n の値をトレース表に書き出すと、繰返しのたびに x は 3、9、27、81、243 と変わり、n は1ずつ増えます。x = 81 のときはまだ x < 100 が成り立つので、もう1回実行して x = 243、n = 5 になります。次の判定で x < 100 が偽になり、繰返しを抜けます。条件の判定は6回行われますが、中の処理が実行されるのは5回です。

  

  

    
i を2ずつ増やす次の for 文を実行した後の s の値はどれか。

    
  1. A25
  2. B30
  3. C36

    
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正解：A. 25
i は 1、3、5、7、9 と2ずつ増え、次の11は終値10を超えるので繰返しは終わります。s = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 です。for 文では、制御変数が終値を超えた時点で繰返しを抜けるので、終値を超えた値で中の処理を実行することはありません。

  

  
  

    
二重ループの中に条件分岐がある次のプログラムを実行した後の c の値はどれか。

    
  1. A4
  2. B6
  3. C10

    
答えと解説を見る
正解：B. 6
内側の繰返しは j = 1〜i で、j が奇数のときだけ c を増やします。i = 1 では j = 1 の1回、i = 2 では j = 1 の1回、i = 3 では j = 1、3 の2回、i = 4 では j = 1、3 の2回で、合計 1 + 1 + 2 + 2 = 6 です。内側の処理は全部で 1 + 2 + 3 + 4 = 10 回実行されますが、そのうち条件を満たすのは6回です。繰返しの中に条件分岐を入れた、制御構造の組合せの基本形です。

  

  

    
配列 a のすべての要素の合計を求めるつもりで、次のプログラムを書いた。配列の要素番号は1から始まる。実行した後の s の値はどれか。

    
  1. A20
  2. B21
  3. C24

    
答えと解説を見る
正解：B. 21
aの要素数は5なので、i は1から4まで動き、s = 4 + 7 + 1 + 9 = 21 になります。最後の要素 a[5] = 3 が足されないので、正しい合計24より3小さくなります。要素番号が0から始まる言語での書き方(0から要素数 − 1 まで)を、1から始まる配列にそのまま当てはめると、このような1つずれた誤り(オフバイワンエラー)が起こります。

  

  

    
配列の要素番号は1から始まる。最大の要素を探す次のプログラムを実行した後の m の値はどれか。

    
  1. A2
  2. B4
  3. C8

    
答えと解説を見る
正解：A. 2
m は、それまでに見た中で最大の要素の要素番号です。i = 2 で a[2] = 8 > a[1] = 3 なので m = 2 になります。i = 4 の a[4] = 8 は a[2] = 8 と等しく、> は成り立たないので m は変わりません。そのため最大値が複数あるときは、最初に現れた要素番号2が残ります。条件を ≧ にすると、最後に現れた要素番号4になります。

  



  
よくある質問

  
試験の擬似言語のすべての書き方に対応していますか?

  
変数・配列の宣言、代入、if・while・do while・for、関数と手続、配列の要素数と末尾への追加、算術・比較・論理の演算に対応しています。2次元配列、オブジェクト(クラス)、ビット演算の記号など、問題ごとに定義される書き方には対応していないものがあります。

  
÷ の結果はどうなりますか?

  
÷ は普通の割り算で、7 ÷ 2 は3.5です。整数型の変数(や整数型の関数の戻り値)に入れると小数部を切り捨てるので、「整数型: mid ← (1 + 8) ÷ 2」では mid は4になります。余りは mod で求めます。

  
無限ループになったらどうなりますか?

  
実行した行が2万を超えると止めて、エラーを表示します。while の条件で使う変数が繰返しの中で変わっているかを確かめてください。

  
入力したプログラムはどこかに送られますか?

  
いいえ。プログラムはこのページの中(ブラウザの中)だけで実行され、どこにも送りません。







  
関連する用語

  
擬似言語 再帰 スタック







  
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