pg09

テーマ：数値計算とプログラム

内容確率シミュレーション

扱う言語は Python を予定していたが、 Scala に変更する

http://qiita.com/oubakiou/items/31fd45ca337d76113a1e Scala採用企業のまとめ

前振り： iPad のダイスアプリ紹介

統合開発環境（IDE: Integrated Development Environment ）

eclipse の起動と設定

スタート → コンピュータ → ボリューム（D:） → scala → eclipse.exe をダブルクリックで起動

プロジェクトの保存先の設定

標準の保存先が ../workspace となっているが、変更する。

Browse…のボタンを押して、アカウント名のフォルダ（氏名または学籍番号）を選択 →

マイドキュメントを選択 → 新しいフォルダの作成ボタンを押す →

フォルダ名を pg09 に変更する → OK を押す

→ OK を押す

eclipse が起動する。

Scala 開発環境の設定

eclipse

 -> Package Explorer(パッケージエクスプローラ)を右クリック

->  New(新規)

-> Other...（その他）

->Scala Wizards（ウィザード）

-> ScalaProject(プロジェクト) → Next(次へ)

Project name（プロジェクト名） pg09 と入力 → Finish（完了）

練習用アプリケーション作成：

パッケージエクスプローラ から

pg09 プロジェクト

src フォルダ

→右クリック Scala App(アプリ) 作成

name(名前)  Test と入力

→ Finish

2017年度用変更点：

↓のREPLの準備はスキップする。

REPL(Read Eval Print Loop)の準備：

Console（コンソール）（＋マークの付いたアイコン） ▼メニュー

→ Scala Console をメニューから選択

2017年度は以下を使用：

Scala ConsoleのREPLは不便な点があるので、Scala Interpreter を利用することにする。

ウインドウ → ビューの表示 → Scala Interpreter

コードを入力後、 Ctrl + Enter で実行。

複数行のコードを書いて、Ctrl + Enterでまとめて実行できる。カーソルの位置はどこにあってもOK

複数の式を評価できる。ブロックにしたり、; で複数の式を記述して実行できる。

※ 1+2;3+4;5+6 の実行結果は 11 になるが、1+2 と 3+4 の式は無駄なコードになるので、warning がでる。

Ctrl + ↑ ↓ で、履歴を辿れる。（行単位でなく、実行単位）

メニューに、コードのリセットや再実行のボタンがある。

:help など ScalaのREPLコマンドは使えない。

文字入力の練習

以下の例で、あ以外は漢字入力OFF で入力する。

"あ"

あ

1+2*3

val a = 1234+5678*9012

a*3

scala> 一番下のの行に文字が入力されるように、マウスでクリックする

文字を入力後、Enterを押すと入力内容がプログラムとして実行される

デモ：トラブルが起きたときの対処法（このページ最下部参照）

・複数行コピペして貼り付けると、続けて入力ができなくなり困ったことになるので、避ける。←わざとやって見せる

・回復方法を示す。

REPLコンソールで以下を実行：

scala> 1+1

scala> 2*3

scala> "abc" + "xyz"

scala> "abc" * 3

scala> "abc"(1)

scala> "abc"(0)

scala> "abc" map ( _ + " ")

scala> "abc" map ( _ + " ") mkString

scala> val hw = "Hello world!"

scala> hw.size

scala> hw(0)

scala> List(1,2,3)

scala> val a = List(1,2,3)

scala> a(1)

scala> a.sum

scala> a map ( x => if(x>2) 1 else 0)

scala> a map ( x => if(x>2) 1 else 0) sum

scala> a count (_>2)

ランダムを利用したシミュレーション

import scala.util.Random

Random.nextInt(10)

Random.nextInt(10)

Random.nextInt(100)

Random.nextInt(100)

(1 to 100) map ( _ => Random.nextInt(100) )

(1 to 100) map ( _ => Random.nextInt(100) ) sum

val rand = (1 to 1000) map ( _ => Random.nextInt(100) )

rand に対していろいろな処理を試す

処理は、

結果の集計 sum

ある数値以下か判定して個数を集計 map ( x => if( x < 10 ) 1 else 0) sum

ある数値の個数を集計 map ( x => if( x == 0 ) 1 else 0) sum

ある数値の個数を集計 count( _ == 0)

※map と sum を使用した個数の集計よりもシンプルなコード

文字列化して結合 mkString

ガチャガチャのシミュレーション

Rare 希少大当り

Uncommon 珍しい当り

Common 普通はずれ

scala> val gacha = "R"*3 + "U"*15 + "C"*82

scala> gacha.size

scala> gacha(0)

scala> gacha(50)

scala> gacha(Random.nextInt(100))

何回かガチャを回してみよう

連続ガチャのシミュレーション

scala> val rg = (1 to 100) map ( _ => gacha(Random.nextInt(100)) )

scala> rg count(_ == 'R')

種類ごとに集計する

scala> val kekka = rg map { case 'R' => (1,0,0); case 'U' => (0,1,0); case 'C' => (0,0,1) }

scala> kekka./: (0,0,0) { case ((ar,au,ac),(r,u,c)) => (ar+r,au+u,ac+c) }

解説：

rg map { case 'R' => (1,0,0); 引いたいたカードの各種類 R U C に応じて、 (Rが１枚, Uが１枚, Cが１枚) に変換する

kekka./: (0,0,0) 初期値 RUCの所持枚数は各０枚。 /: は map と同様、 kekkaの各要素に対して順番に処理を繰り返す。map と異なり、各要素ごとに個別に結果を残さずに、処理結果を累積して処理する。全要素の処理後に、累積値を計算結果とする。

(ar,au,ac) 累積中のRUCの枚数。

(r,u,c) kekkaから順に取り出された要素。

(ar+r,au+u,ac+c) 累積方法。 kekkaから順に取り出した要素を、対応する累積値に加える。例）累積値 (0,3,10) に対して、要素が(1,0,0) なら、累積値は (1,3,10)に更新される

時間に余裕があるなら、条件を変えて実験する

例）

ガチャの構成比率の修正

val gacha = "R"*1 + "U"*17 + "C"*82

ガチャの種類を増やす。集計方法も (1,0,0,0) のように４種類分で集計するように変更する。

val gacha = "S"*1 + "R"*3+ "U"*15 + "C"*81

※ SR や UR など2文字で表現されるレアリティーは、今回のコードではうまく動かない

YやXなど1文字に置き換えて表現する

ガチャをひくプログラムを、

scala> gacha(Random.nextInt(gacha.size))

に修正すれば、カードの種類数に応じてガチャを回すプログラムになる。

↑修正後、手動で何回かガチャを回したり（ひく）、連続ガチャのシミュレーションをする。

結果を集計してみよう。

※ 0.1% などの比率を設定したい場合は、ガチャの総種類数を1000など、大きく変更する。さらにガチャの範囲を Random.nextInt(1000) と調整する。

応用編：ガチャはこわい

0が出てくるまで、引き直した回数を求める。

結果が0なら、最初の1回目で0が出たことになる。

Stream.from(1).indexWhere(_ => Random.nextInt(100) == 0)

応用編：ガチャガチャマシンのシミュレーション

今回の課題は、デジタルなガチャなので、アイテムの個数に制限は無く、いくらでもガチャを回せる。

このプログラムを、実在のガチャのように１つアイテムを出すと、機械の中のカプセルが１つ減るようにプログラムを修正する。

※ Scala の文字列処理などを検索して、使えるコードを探して下さい。

サブページ参照

提出方法

コンソールのメニューアイコン（フロッピーディスク）を押して

保存したファイルを、編集するか聞いてくるので「いいえ」を選択する

デスクトップに保存する（ファイル名は適当でOK）

例）

3116999.log

WebClass の第13回課題にアップロードする。

トラブル対応１

// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

コンソールに ↑ と表示されたら、入力が受け付けられなくなる。 赤い四角の停止ボタンを押して、REPLを止める。

できたところまでを、↑↑ の提出方法を参考に保存しておく。

Scalaコンソールを開きなおす。

続けて演習を行う。

トラブル対応２

コンソールのログを保存する際に、「保存したファイルを、編集するかで「はい」を選択」した場合、Scalaコンソールが開けない。

eclipse の編集画面（コンソールの上の部分）のタブを、ログファイルから、Test.scala にクリックして切替える。

トラブル対応３

コンソールタブを閉じてしまった場合、再び表示するには： eclipse のメニュー → ウインドウ → ビューの表示 → その他 → 一般 → コンソール

トラブル対応４

コンソール停止後に演習を再開するとプログラムにエラーが出る

→

import scala.util.Random

val で定義した行

などを再実行する。

トラブルの原因：

複数行でコピペしたときに発生する？

Webからコピペしたときに、先頭文字から選択してコピペすると、改行文字がコピペされることが原因かも。

メモ

素数＋アニメーション

マルコフ連鎖

すごろく