Day 08: ループ、ループ不変条件、関数の入力と出力

手順

参照資料: この活動に割り当てられた既存の読解・練習時間内で、Automate the Boring Stuff with Python, 3rd edition の Chapter 3; Practice Questions; Appendix B answers を参照し、ローカル課題とのつながりを一つ自分の言葉で説明する。既存の演習と合格基準は維持し、外部資料が開けない場合は本コース独自の説明を使う。間隔をあけた復習のウォームアップ（10 分）： bool("")、bool(" ")、"0" == 0 を記憶から予測し、確かめる。昨日の復習のおかげですぐ答えられるはずで、時間がかかるものが見直すべき点である。

新しい考え方： for ループは各要素について本体を 1 回ずつ実行する。文字列の場合、要素は Unicode のコードポイント 1 つ。ループ不変条件とは、最初の反復の前に成り立ち、各反復の後も成り立ち続ける、変数についての文である。数える処理の不変条件は「total は、これまでに訪れた文字のうち一致したものの数に等しい」。

1. 実行前に、visited / total / 不変条件は成り立つか？ の列でトレース表を埋める。
2. コードを実行する。同じ列が出力されるので表と照合できる。
3. 2 つ目のコードで、空文字列の場合（本体は 0 回実行）とコードポイントにまつわる意外な結果を確かめる。

text = "été"
target = "é"
total = 0
visited = ""
for ch in text:
    if ch == target:
        total += 1
    visited += ch
    print(repr(visited), total, total == visited.count(target))
print("final", total, visited == text)

text = ""
total = 0
for ch in text:
    total += 1
print("final", total)
print(len("é"), len("e\u0301"), "é" == "e\u0301")

手順

参照資料: この活動に割り当てられた既存の読解・練習時間内で、Automate the Boring Stuff with Python, 3rd edition の Chapter 4; Practice Questions; Appendix B answers を参照し、ローカル課題とのつながりを一つ自分の言葉で説明する。既存の演習と合格基準は維持し、外部資料が開けない場合は本コース独自の説明を使う。間隔をあけた復習のウォームアップ： a = [1]; b = a; a.append(2) の後に b に何が入っているか（Day 05）を記憶から書き、確かめる。

新しい考え方： 関数の契約とは、どんな入力を期待し、何を返し、何を変えないかを述べたもの。count_char は text（文字列）と target（ちょうど 1 コードポイント）を受け取り、int を返し、入力を変更しない。return は呼び出し元に値を渡す。print は文字を表示するだけで、その関数は None を返す。

1. count_char の 7 つの出力を予測してから実行する。
2. shout の例の 2 行を予測してから実行する。

def count_char(text, target):
    """Return how many code points in text are equal to target (one code point)."""
    total = 0
    for ch in text:
        if ch == target:
            total += 1
    return total
print(count_char("", "a"))
print(count_char("aaaa", "a"))
print(count_char("猫猫犬", "猫"))
print(count_char("café", "e"))
print(count_char("cafe\u0301", "e"))
original = "été"
print(count_char(original, "é"), original)
print(count_char("abc", "ab"))

def shout(text):
    print(text.upper())
result = shout("hi")
print(result)

手順

間隔をあけた復習： Git の部分は Day 07 の復元手順を Python ファイルで繰り返すので、コマンドには見覚えがあるはず。

2 変数の不変条件： 各反復の後、run は直前に訪れた文字で終わる target の連続の長さで、best はこれまでに訪れた範囲での最長の連続である。

1. 実行前に 4 つの出力を予測し、"aabaaa" のトレース表（ch / run / best）を書く。

def longest_run(text, target):
    best = 0
    run = 0
    for ch in text:
        if ch == target:
            run += 1
        else:
            run = 0
        if run > best:
            best = run
    return best
print(longest_run("", "a"))
print(longest_run("baaab", "a"))
print(longest_run("aabaaa", "a"))
print(longest_run("猫猫犬猫", "猫"))

2. 新しい一時ディレクトリで関数をコミットし、不要なデバッグ行を追加して確認し、復元する。出力はすべて先に予測する：

cd "$(mktemp -d)"
git init -q
git config user.name "Learner"
git config user.email "[email protected]"
cat > stats.py <<'EOF'
def longest_run(text, target):
    best = 0
    run = 0
    for ch in text:
        if ch == target:
            run += 1
        else:
            run = 0
        if run > best:
            best = run
    return best
print(longest_run("猫猫犬猫", "猫"))
EOF
git add stats.py
git commit -q -m "Add longest_run"
python3 stats.py
printf 'print("debug", longest_run("", "a"))\n' >> stats.py
python3 stats.py
git diff --stat
git restore stats.py
git status --short
python3 stats.py
git log --format=%s

手順

間隔をあけた復習： ループ内の分岐は Day 06 の条件の再利用である。証拠を提出するまで参考解答を開かず、AI も使わない。

1. このループが出力する数を予測してから実行する。文字列が空だった場合の結果も予測する。

total = 0
for ch in "a猫a":
    if ch != "a":
        total += 10
    else:
        total += 1
print(total)

2. count_in(text, chars) を実装する：text のコードポイントのうち chars のどこかに現れるものの数を返す（1 文字の ch について、式 ch in chars は ch が chars に含まれるとき True）。不変条件をコメントか文で書いてから、count_in("", "aeiou")、count_in("banana", "an")、count_in("naïve", "aeiouï")、count_in("cafe\u0301", "é")、count_in("猫と犬", "猫犬") を予測し、テストする。