| English | 意味 |
|---|---|
| subroutines/ˈsʌbruːtiːnz/ | サブルーチン |
| function/ˈfʌŋkʃn/ | 関数 |
| procedure/prəˈsiːdʒə/ | 手続 |
| structured programming/ˈstrʌktʃəd ˈprəʊɡræmɪŋ/ | 構造化プログラミング |
| decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | 分解 |
| parameters/pəˈræmɪtəz/ | パラメータ |
| arguments/ˈɑːɡjuːmənts/ | 実引数 |
| signature/ˈsɪɡnɪtʃə/ | シグネチャ |
| pass by value/pæs baɪ ˈvæljuː/ | 値渡し |
| pass by reference/pæs baɪ ˈrefrəns/ | 参照渡し |
| global variable/ˈɡləʊbl ˈveərɪəbl/ | グローバル変数 |
| local variable/ˈləʊkl ˈveərɪəbl/ | ローカル変数 |
| scope/skəʊp/ | スコープ |
誰もが借用できるルーティンのテープ
- 1951年までに、ケンブリッジのEDSACチームは、平方根、印刷、対数などのサブルーチン library を穿孔テープに保管していました。どのプログラムでも読み込んで呼び出すことができました。
- 難しいのは戻り場所を確保することでした。David Wheelerの Trick、"Wheeler Jump" は、帰還アドレスを保存することで、ルーティンが呼び出されたどこへでも戻れるようにしました。
- 今日書くすべての関数呼び出しも同じことをしており、すべての言語ライブラリはこのテープから派生しています。
- この授業では手続と関数を扱います：定義方法、値の入出力、およびPaper 2の採点基準に従って書く方法。
手続と関数
- 構造化プログラミング は、それぞれ1つのタスクを持つ小さな名付けられた サブルーチン からプログラムを構成します。
- プロシージャとは、アクションを実行して何も返さない名付けられたブロックです：
PROCEDURE Greet(Name : STRING) … ENDPROCEDURE、CALL Greet("Ada")として実行します。 - 関数とは、値を返して式の一部となるものです：
FUNCTION Square(X : INTEGER) RETURNS INTEGER … RETURN X * X … ENDFUNCTION、Result ← Square(5) + 1として使用します。
プロシージャは何らかのアクションを行ない、関数は値を戻します
The call stack: push on call, pop on return
Calling a subroutine pushes a new frame on top; returning pops it and hands a value back to the caller. The call that is running is always the frame on top.
The key difference between a procedure and a function is that a function:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
A function returns a value (used in an expression); a procedure performs an action and returns nothing.
A function Square(x) returns x * x. What does the call Square(5) return?
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
5 × 5 = 25 — the value the function hands back to its caller (the frame popped off the call stack).
各々が適切な用途
- プロシージャ：同じ一連の手順を複数の箇所で必要とする場合。入力検証、メニュー表示、2つの値の交換など。手順は一度だけ書き、名前によって呼び出されます。
- 関数：単一の値を計算して式で使用する必要がある場合。合計、
TRUE/FALSEの結果、2つの数のうち大きい方など。返り値が呼び出しを置き換えます。 - 論理が複数の箇所に現れるとき、ブロックに明確な名付けられた目的があるとき、プログラムが分解(decomposition)を必要するほど複雑であるとき、または特定の部分を個別にテストしたいときに、サブルーチンを使用します。
A good reason to write a subroutine is that:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Subroutines remove duplication, give a named purpose, and can be tested in isolation.
パラメータ、引数、およびインターフェース
- パラメータは、サブルーチンが値を受け取るために宣言する変数です。呼び出し側が提供する値は引数と呼ばれます。
- ヘッダーは最初の行です：
PROCEDURE Name(Param : TYPE)またはFUNCTION Name(Param : TYPE) RETURNS TYPE。インターフェース、またはシグネチャとは、名前、型付きのパラメータの順序、そして返り値の型を指し、これらは呼び出し側が知るべきすべての情報です。 - 返り値とは、関数が
RETURNを使って戻す値のことです。
Match each term to what it means.
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Function vs procedure = returns a value or not; by value vs by reference = copy or original.
worked example: ヘッダー内の各用語を説明する
FUNCTION Pass2(Count : INTEGER) RETURNS BOOLEAN.FUNCTION: 値を返すサブルーチンのこと。Pass2: それを呼び出す際に用いる識別子。Count: パラメータであり、渡された引数を受け取る識別子。INTEGER: そのパラメータのデータ型。RETURNS BOOLEAN: 関数が返す値のデータ型。5つの部分、それぞれ1点ずつ。
In FUNCTION Pass2(Count : INTEGER) RETURNS BOOLEAN, the identifier Count is the ____.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
The parameter receives the argument the caller passes in and is used inside the function like a local variable.
値渡しと参照渡し
- 値渡し：ルーチンはコピーを受け取るため、内部での変更は呼び出し側に反映されません。ルーチンが読み取りのみを行う入力に使用します。
- 参照渡し：ルーチンは呼び出し側の自身の变量への参照を受け取るため、変更は呼び出し側に届きます。ルーチンが引数を更新しなければならない場合に使用します（例：
Swap）。 - Cambridgeでは、ヘッダー内に各パラメータの前にモード
BYVALまたはBYREFを記述します。どちらも書かれていない場合、BYVALが仮定されます。
コピー、あるいは呼び出し側の变量へのリンク
worked example: 出力は何か？
PROCEDURE Adjust(BYREF X : INTEGER, BYVAL Y : INTEGER)
X <- X + Y
Y <- Y * 2
ENDPROCEDURE
A <- 5
B <- 3
CALL Adjust(A, B)
OUTPUT A, B
XはAへの参照であるため、Aが8になります。YはBのコピーであるため、Yを倍増させてもBは3のままです。- 出力は
8, 3です。ヘッダーがBYVAL Xとなっていたら、Aは5のままだったでしょう。
In the worked example, what is the value of A after CALL Adjust(A, B)?
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
X is passed BYREF, so X ← X + Y adds 3 to the caller's A: 5 + 3 = 8. B stays 3 because Y was a copy.
ローカル変数とグローバル変数
- ローカル変数はサブルーチン内で宣言され、実行中のみ有効です。グローバル変数は外部で宣言され、どこでも参照可能です。ある名前が参照可能な範囲をスコープと呼びます。
- ローカル変数を好みます。同じ識別子を他の場所で再利用でき、プログラムの他の部分による意図しない変更を防げ、リターン時にメモリが解放され、サブルーチンが自己完結的になるためです。
- ローカル変数は呼び出しごとに新規作成されるため、呼び出し間で値を保持できません。反復する呼び出しで文字列を積み上げるルーチンでは、その文字列をグローバルにするか、
BYREFで渡す必要があります。
グローバル変数はどこでも参照可能ですが、ローカル変数は自身のサブルーチン内でのみ存在します
A local variable exists only inside the subroutine where it is declared, while a global variable is visible everywhere in the program.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Keeping variables local limits their scope, avoids name clashes, and makes a subroutine testable on its own — globals are best avoided.
Which are benefits of using local variables? Select all that apply.
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
A local is created fresh on every call, so it cannot keep a value between calls. That is the one job a global, or a BYREF parameter, does instead.
プロシージャを関数に変換する
PROCEDUREをFUNCTIONに変更し、ヘッダーにRETURNS <type>を追加します。OUTPUTまたは結果を外部へ渡すBYREFパラメータをRETURN文に置き換えます。- 呼び出しをすべて変更し、返り値を使用するようにする:
Result ← Unpack(Text)をCALL Unpack(Text, Result)の代わりに使用すること。
To convert a procedure into a function you change the header to FUNCTION with RETURNS, replace the OUTPUT with RETURN, and change the calls to use the returned value.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Three changes, three marks: the header, the RETURN, and the calls.
worked example: Paper 2 用のモジュールを書く
- グローバル配列
Score : ARRAY[1:50] OF INTEGERがテスト点数を格納している。関数CountAbove(Limit : INTEGER)を書き、Limitより大きい点数がいくつあるかを返すようにせよ。
FUNCTION CountAbove(BYVAL Limit : INTEGER) RETURNS INTEGER
DECLARE Index, Count : INTEGER
Count <- 0
FOR Index <- 1 TO 50
IF Score[Index] > Limit THEN
Count <- Count + 1
ENDIF
NEXT Index
RETURN Count
ENDFUNCTION
- シラバスでは機能ごとに点数を授与します：パラメータと返り値を含むヘッダー、ローカル宣言、ループ前のカウンターの初期化、全要素に対するループ、正しい比較を含む条件式、内部での更新、構文の閉じ括り、ループ後の1つの
RETURNです。 - 未完成のモジュールでも正しい部分には点数がつくので、すべて書いてください。
モジュール回答の各部分は独立した点数を持ちます
Put the parts of a Paper 2 module answer in the order they are written.
難易度 3/5 · 200 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Header, declare, loop, condition, update, return. Each part is a mark, even if another part is wrong.
見落としやすいポイント
- 呼び出し側の变量を変更する必要があるルーチンにはヘッダーに
BYREFが必要で、それがない場合BYVALが仮定され、変更は失われます。 - 関数はループ後に1つの
RETURNとENDFUNCTIONを持ちます。ループ内のRETURNは最初の要素でループを終了させます。 DECLARE各ローカル変数を宣言し、ループ前にカウンターや合計を0に初期化します。- "効率的な疑似コード"とは、変化しない作業をループの外に出すこと、最初の一致で探索を停止すること、保存できる結果を持つ呼び出しを繰り返さないことを意味します。
To make a loop more efficient, a value that does not change with the loop counter should be:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Hoisting a loop invariant out avoids recomputing the same value on every iteration.
理解できましたか
- プロシージャはアクションを実行し
CALLされ、関数は式で使用される値を返します - ヘッダーはルーチンの名前、型付きのパラメータ、そして返り値の型を指定し、渡された値は引数です
- BYVAL はコピーを渡す（デフォルト）、BYREF はルーチンが呼び出し側の变量を変更できるようにします
- ローカル変数を優先します。ローカル変数は呼び出しごとに新規作成され、グローバル変数はその値を維持します
- Paper 2モジュール: ヘッダー、宣言、初期化、ループ、条件、更新、閉構造、1
RETURN