この記事を読むことで、PythonとGASで10進数から2進数に基数変換するコードの書き方を学べ、whileやForループの書き方、スライスを使った書き方、剰余演算子、リスト(配列の追加)など、プログラミングの基幹となる文法の習得を強化できます。
whileループで2で割った余りをリスト(配列)に格納し、Pythonではスライスを使ってForループでリストの逆順から表示させます。
別解として2進数に変換した計算結果をansという変数に格納するコードも記述しました。GASではこの別解に基づいてコードを書いています。
このコーナーでは、学習コンテンツpaizaラーニングのレベルアップ問題集をPythonとGASの両方で解いて全コードの解説をしています。
PythonとGASの両方のコードを用いて、全コード及び部分的にも可能な限り詳細に記載いたしました。
GASはスプレッドシートを使っています。
GASはGoogle Apps Scriptと言って、JavaScriptの文法をベースにしているので、JavaScriptの学習中の方にもお役立て出来るかも知れません。
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paizaでの解答はPythonで行いましたが、この記事ではPythonのコードと共に、同じ問題を現在学習中のGASだったらどう解くのか、スプレッドシートでバインドして作ってみました。
10 進数から 2 進数に変換 (paizaランク D 相当)
10 進数で表された整数 N が与えられます。
N を 2 進数に変換して出力してください。
この記事では、下記の入力例3の場合、10進数N=10が与えられた時に2進数でどのように変化していくかを求めて行きます。
入力例3
10
出力例3
1010
ではまず、Pythonで解いてみます。
今回は、paiza.ioを使って解きます。paiza.ioの使い方はこちらから。
■ Pythonでの解き方 ■
下準備として、paiza.ioにこの様に入力します。
(入力例1をそのままioにコピーしただけ。)
手順として、
1:10進数の数値N=10を取得する
2:余りを格納する整数arrayを宣言する
3:whileループでN>=1の間、2で割り続けて余りをarrayに格納する
4:Forループでスライスを使ってarrayを逆順に取り出す
で、行います。
10進数を2進数に基数変換をする時は、下記のような2で割った余りを求めて、下から記述する方法で計算しました。
これは、10進数の10を2進数の「1010」に変換する時の計算過程です。
この図では、10を2で割った余りが「0」、5を2で割った余りが「1」、2を2で割った余りは「0」、最後1が残ります。
この余りを下から上に向かって「1010」と書くことで10進数の10を2進数の「1010」に変換出来ました。
この計算過程をwhileループを使って行います。
余りは配列arrayに順次追加して行きます。
まずは、プログラムの各変数の動きを追いやすいように、トレースのio出力結果と、トレースのコードを添えます。
Whileループのトレースをします。
1回目の除算
2回目の除算
3回目の除算
4回目の除算
余りを格納したリストをForループでスライスを使って逆から取り出しました。
以上を踏まえて、トレースのコードを掲載します。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
#whileループでN>=1の間、2で割り続けて余りをarrayに格納する
print('<<<ループに入る>>>')
while N>=1:
print('除算前のリストarray:'+str(array))
print('除算前のNの値:'+str(N))
array.append(N%2)
print('格納する余り:「'+str(N%2)+'」')
N/=2
N=int(N)
print('除算後のNの値:'+str(N))
print('除算後リストarray:'+str(array))
print('------------------------')
print('<<<ループを抜ける>>>')
#arrayを表示する
print(array)
#Forループを使って逆順から取り出す
for num in array[::-1]:
print(num,end="")
#ループを抜けた所で改行をする
print()
このままでは、出力結果である出力例3に対して冗長なコードが含まれているので、解答以外のprint文をコメントアウトします。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
#whileループでN>=1の間、2で割り続けて余りをarrayに格納する
#print('<<<ループに入る>>>')
while N>=1:
#print('除算前のリストarray:'+str(array))
#print('除算前のNの値:'+str(N))
array.append(N%2)
#print('格納する余り:「'+str(N%2)+'」')
N/=2
N=int(N)
#print('除算後のNの値:'+str(N))
#print('除算後リストarray:'+str(array))
#print('------------------------')
#print('<<<ループを抜ける>>>')
#arrayを表示する
#print(array)
#Forループを使って逆順から取り出す
for num in array[::-1]:
print(num,end="")
#ループを抜けた所で改行をする
print()
スッキリするように、コメントアウトした部分を省いたコードです。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
while N>=1:
array.append(N%2)
N/=2
N=int(N)
#Forループを使って逆順から取り出す
for num in array[::-1]:
print(num,end="")
#ループを抜けた所で改行をする
print()
ioの出力結果です。
上記ではスライスを使ってリストをForループで逆から取り出していましたが、リストを反転させて、[1,0,1,0]を1010と表記させる方法のコードを掲載します。
この部分を別解のコードでは、[1,0,1,0]を1010になるようにansという変数を使って、Forループで計算しています。
ansの初期値は0で10倍すると0、
そこにリストから「1」を加えると「ans=1」になります。
ans=1を10倍すると10、そこにリストから「0」を加えて「ans=10」になります。
ans=10を10倍すると100、そこにリストから「1」を加えて「101」になります。
ans=101を10倍すると1010、そこにリストから「0」を加えて「1010」になります。
そのForループのトレースと、コメントアウトをしたコード、コメントアウトを取り除いたコードを掲載します。
ループに入る前にリストを反転します。
1回目のansの計算
2回目のansの計算
3回目のansの計算
4回目のansの計算
以上を踏まえて、トレースのコードを掲載します。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
while N>=1:
array.append(N%2)
N/=2
N=int(N)
#リストarrayを出力
print(array)
#リストarrayを反転させる
array=list(reversed(array))
#反転させたリストarrayを出力
print(array)
#基数変換の計算結果を格納する変数ansを0で初期化
ans=0
#Forでリスト内の数を基数変換した形式で表示する
print('<<<Forループに入ります。>>>')
for num in array:
print('計算前のans:'+str(ans))
ans*=10
print('10倍したans:'+str(ans))
ans+=num
print('計算後のans:'+str(ans))
print('-------------------')
print('<<<Forループを抜けました>>>')
#基数変換の計算結果ansを表示させる
print(ans)
冗長な部分をコメントアウトしたコードです。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
while N>=1:
array.append(N%2)
N/=2
N=int(N)
#リストarrayを出力
#print(array)
#リストarrayを反転させる
array=list(reversed(array))
#反転させたリストarrayを出力
#print(array)
#基数変換の計算結果を格納する変数ansを0で初期化
ans=0
#Forでリスト内の数を基数変換した形式で表示する
#print('<<<Forループに入ります。>>>')
for num in array:
#print('計算前のans:'+str(ans))
ans*=10
#print('10倍したans:'+str(ans))
ans+=num
#print('計算後のans:'+str(ans))
#print('-------------------')
#print('<<<Forループを抜けました>>>')
#基数変換の計算結果ansを表示させる
print(ans)
更にトレース部分のコメント部分を削除したコードです。
#10進数の整数Nを取得する
N=int(input())
#余りを格納するリストarrayを宣言する
array=[]
while N>=1:
array.append(N%2)
N/=2
N=int(N)
#リストarrayを反転させる
array=list(reversed(array))
#基数変換の計算結果を格納する変数ansを0で初期化
ans=0
#Forでリスト内の数を基数変換した形式で表示する
for num in array:
ans*=10
ans+=num
#基数変換の計算結果ansを表示させる
print(ans)
別解でも無事正解しました。
■ GASでの解き方 ■
では、同じ問題をGASで解いてみます。
まず、スプレッドシートにこの様に配置しました。
スプレッドシートの黄色いセルの所に「10進数N(=10)を2進数に基数変換をした結果1010」を出力します。
基数変換の計算結果はansに格納します。
また、ansを二次元配列ans2に追加して、スプレッドシートに出力します。
※スプレッドシートに表示する場合は、ループを使って一次元配列ではなく、二次元配列としてからの配列に追加をして作成します※
手順はこのようになります。
1:スプレッドシートからアクティブシートをアクセスする
2:スプレッドシートの緑色のセルから10進数の整数N(この例では「10」)を取得する
3:2で割った余りを格納する配列を宣言する
4:whileループを使って余りを配列に格納する
5:配列を表示
6:配列を反転させる
7:反転した配列を表示
8:2進数を変数ansに格納する為、ansを0で初期化する
9:ループで2進数を計算する
10:ansを表示
11:スプレッドシートに格納する二次元配列ans2を宣言
12:ansをans2に二次元配列として格納
13:スプレッドシートに出力前にans2を出力して確認する
14:スプレッドシートの黄色い所に2進数に基数変換した結果を格納する
手順1: スプレッドシートからアクティブシートをアクセスする
const ss=SpreadsheetApp.getActiveSheet();
ここで定数ssにSpreadsheetAppから階層を辿ってアクティブシートにアクセスしています。
手順2:スプレッドシートの緑色のセルから10進数の整数N(この例では「10」)を取得する
let N=ss.getRange(1,2).getValue();
※Nを2で割っていくので、Nの値が変わる、すなわち変数なので定数のconstではなく変数のletで宣言をします※
手順3:2で割った余りを格納する配列を宣言する
let array=[]
手順4:whileループを使って余りを配列に格納する
1回目の除算
2回目の除算
3回目の除算
4回目の除算
whileループのコードの部分です。
//whileループを使って余りを配列に格納する
console.log('<<<whileループに入る>>>');
while(N>=1){
console.log(`除算前のNの値:${N}`);
console.log(`除算前の配列array[${array}]`);
//配列に余りを追加する
array.push(N%2);
console.log(`余り:${N%2}`);
//除算実行
N/=2;
//小数点を切り捨てる
N=Math.floor(N);
console.log(`除算後のNの値:${N}`);
console.log(`除算前の配列array[${array}]`);
console.log('--------------------');
}
console.log('<<<whileループを抜けました。>>>');
手順5:配列を表示
console.log(array);
手順6:配列を反転させる
array=array.reverse();
手順7:反転した配列を表示
console.log(array);
配列の反転前と反転後のログです。
手順8:2進数を変数ansに格納する為、ansを0で初期化する
let ans=0;
手順9:Forループで2進数に基数変換する
1回目のansの計算
2回目のansの計算
3回目のansの計算
4回目のansの計算
Forループの部分のコードです。
console.log('<<<Forループに入る>>>');
//ループで2進数を計算する
for(let i=0;i<=array.length-1;i++){
console.log(`計算前のansの値:${ans}`);
ans*=10;
console.log(`10倍したansの値:${ans}`);
ans+=array[i];
console.log(`計算後のansの値:${ans}`);
console.log('---------------------------');
}
console.log('<<<Forループを抜けました。>>>');
手順10:ansを表示
console.log(ans);
手順11:スプレッドシートに格納する二次元配列ans2を宣言
let ans2=[];
手順12:ansをans2に二次元配列として格納
ans2.push([ans]);
手順13:スプレッドシートに出力前にans2を出力して確認する
console.log(ans2);
手順14:スプレッドシートの黄色い所に2進数に基数変換した結果を格納する
ss.getRange(3,2).setValue(ans2);
GASでの全コードはこちらになります。
function loop2no10(){
//スプレッドシートからアクティブシートをアクセスする
const ss=SpreadsheetApp.getActiveSheet();
//スプレッドシートの緑色のセルから10進数の整数N(この例では「10」)を取得する
let N=ss.getRange(1,2).getValue();
//2で割った余りを格納する配列を宣言する
let array=[]
//whileループを使って余りを配列に格納する
console.log('<<<whileループに入る>>>');
while(N>=1){
console.log(`除算前のNの値:${N}`);
console.log(`除算前の配列array[${array}]`);
//配列に余りを追加する
array.push(N%2);
console.log(`余り:${N%2}`);
//除算実行
N/=2;
//小数点を切り捨てる
N=Math.floor(N);
console.log(`除算後のNの値:${N}`);
console.log(`除算前の配列array[${array}]`);
console.log('--------------------');
}
console.log('<<<whileループを抜けました。>>>');
//配列を表示
console.log(array);
//配列を反転させる
array=array.reverse();
//反転した配列を表示
console.log(array);
//2進数を変数ansに格納する為、ansを0で初期化する
let ans=0;
console.log('<<<Forループに入る>>>');
//ループで2進数を計算する
for(let i=0;i<=array.length-1;i++){
console.log(`計算前のansの値:${ans}`);
ans*=10;
console.log(`10倍したansの値:${ans}`);
ans+=array[i];
console.log(`計算後のansの値:${ans}`);
console.log('---------------------------');
}
console.log('<<<Forループを抜けました。>>>');
//ansを表示
console.log(ans);
//スプレッドシートに格納する二次元配列ans2を宣言
let ans2=[];
//ansをans2に二次元配列として格納
ans2.push([ans]);
//スプレッドシートに出力前にans2を出力して確認する
console.log(ans2);
//スプレッドシートの黄色い所に2進数に基数変換した結果を格納する
ss.getRange(3,2).setValue(ans2);
}
宜しかったらコピペしてアレンジして見て下さい。
お疲れ様でした、ブレイクタイムフォトはこちらになります。
みなとみらいの海と夜景
■ 参考文献の紹介■
じっくり丁寧にPythonを学びたい方向け。
まずはpaizaラーニングなどの学習コンテンツで学んで、基礎をマスターしたら、この本でじっくりと初級から中級レベルを目指せます。
初めてGASを学ぶ方向け。
スプレッドシートの基本的な使い方からGASのベースとなるJavaScriptの基礎文法、GASでの初歩的なプログラミングを学べます。
GASに少し慣れて来たら、基礎固めとリファレンスとしてこの本でじっくり学べます。
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