沢山のデータを扱う（例題に沿って）

問題

1. 乱数による数値列の中から、「２桁のものだけを選び出す」プログラム
2. 数値列に重複するものがあるかどうか検出する

• 最大の数が何番目かを知る方法についても再考した。

準備

（以下の例では、ns に 数値列が入っているという前提で解説する）

val ns=for(i<-1 to 100)yield (Math.random*1000).toInt

• この場面で高階関数（右図に示したものもその一種） を活用することになる。
  • ここでは filter を使う。

  filterの書き方

  filterのイメージ

  
  

• ２桁の整数を選び出す

    // 方法１
    ns.filter((x)=>{10<=x && x<100})
    //    引数x　を囲む括弧や、無名関数の本体を囲むブレースは省略可
    //	  ただし無名関数の中で x が２回現れるので、
    //		引数とダブルアローは省略できない
    //
    //    誤りの例：	10 <= x < 100
    //        (不等号を続けて書ける言語は殆どない）  
  

  
  

    // 方法２ （以下 ダブルアローを略した記法で書く）
    ns.filter((10 until 100).contains(_)
  

  

    // 方法３
    ns.filter(_.toString.length==0)
    ns.filter((_+"").length==0)
  

  
  

    // 方法４ フィルターのカスケード接続（メソッドチェーン）
    ns.filter(10<=_).filter(_<100)
  

  

• 最大の数は何番目か

    // 方法１
    ns.indexOf(ns.max)
  	
    // 方法２
    ns.zipWithIndex.max._2		
  

  • zipWithIndex は、要素と添字の両方を使う処理に重宝するメソッドで、

  • タプル（２要素のタプル）の列を生成する

        // 使用例：			
        ns.zipWithIndex.foreach{case(e,i)=>print(i+"\t"+e)}
    

  重複の見つけ方

• 重複するデータがあるかどうか
  • 重複を見つけるための（逐次的な）アルゴリズムとしては、
    1. 総当たりで比べる
    2. ソート（並び替え）してから隣同士の比較
    3. ソートしてグループ化

    といった幾つかの方法がある（右図）が、ここではその内部には触れず、 上の3.に相当する作業を請け負ってくれるメソッド groupBy の利用の仕方を学ぶ。

    Mapの位置づけ

    // step 1
    ns.groupBy(x=>x)	// groupBy(_) は使えない
    ns.groupBy(identity)	// identityは特殊な関数
    

  • これで Mapという（対応関係を表現する）Collectionの一種が作られる。
    

  数え上げ

  keyとvalue

  • Map（データの種類、クラス名） と map（メソッド名や操作の総称）は同名だが別物

  • Map は key->value の関係を寄せあつめたもの
    (選挙の開票の作業で、人名と得票の対応表を紙などに書いていくが、その対応表に構造が似たデータ構造)
    

    // step 2
    ns.groupBy(x=>x).mapValues(_.length)
    

  • さらにグループ化してみよう
    

    // step 3
    ns.groupBy(x=>x).mapValues(_.length).
       toArray.groupBy(_._2)		
    // step 4
    ns.groupBy(x=>x).mapValues(_.length).
       toArray.groupBy(_._2).		
       mapValues(_.length)
    // or
    ns.groupBy(x=>x).mapValues(_.length).
       toArray.groupBy(_._2).		
       mapValues(_.length)(2)
    

  • Map のうしろに (2) のように括弧内にキーを与えると、 そのキーに対応する値を得られる。
  • キーは、整数とは限らない（むしろ、文字列などをキーに使う方が多い）。

プログラミングの学び方

• ここまで見てきた例は（皆さんにとっては）かなり複雑なものだったと思うが、
• 何十行にも渡る長いプログラムを、ちまちまと記述するのではなく、
• 適切な道具を組み合わせることで、少ない手間で大きな機能を産み出すことができる可能性を示したものである。

学ぶべきこと

• ただ、この授業では（初学者向けのコースなので）
  • こういう機能を実現するときには、
  • この関数（メソッド）を使いましょう

  という方針を先生の方から提示するやりかたをとった。

• この先、諸君は、これを自分で見つけ出す方法やコツを、少しずつでも見につけていく必要があるだろう。
  • これまでに何度も参照してきたリファレンス・マニュアルの類の頁では、（関数などの）名前がわかれば、その機能を教えてもらえる。が、
  • その逆（「逆引き」などと呼ばれる）の情報源は、（言語にもよるが一般的に）乏しい。
  • 右の板書図でいえば「選び出す」などのキーワード（に加えて、言語の名前や対象になるオブジェクトの種類も付加して）で検索する、というのがよく使われる方法である。
  • ということは、その「実現したいこと」をなんとか言葉で表現する、という技術は身につけなければならないということだろう。

タプルについて（復習を兼ねた解説）

ここ も参照。

• 異種のデータをいくつか（２以上）組み合わせたものがタプル
• 括弧でくるんで、要素をカンマで区切って表す

• タプルの列はデータとしてよく使われる

    // 例1：
    val z=(1,"3",4.0,(x:Int)=>x*2)
    // => (Int, String, Double, Int => Int) = (1,3,4.0,<function1>)
    z._1
    // => Int = 1
    z._2
    // => String = 3
  	
    // 例2：
    var a=for(i<-1 to 10)yield (i,i+"","*"*i)
  

• タプルの要素を取り出すメソッドは、._1, ._2, ._3 など （１から始まり、._0 はない）。

• for 式の <- の右辺でタプルが使える

    // 使い方１
    for(c<-a) println(c._3)
    // 使い方２
    for((_,_,b)<-a) println(b)
  

• 高階関数の引数などの中の無名関数の引数でこういう使い方をする 時には、case による記法（パターンマッチングと呼ばれる）を使う。

    a.foreach{case(_,_,b)=>println(b)}
  

  • このときは、無名関数を（括弧でなく）ブレースで囲むこと。
  • (パターンマッチングの用途は幅広いが、ここでは詳しく解説する余裕がないので、 今後の学習のために頭の隅に入れておいて下さい）

• これまでに何度か例を見ている、複数の変数を１つのval式で宣言する記法も、タプルがもとになっている。

    val (a,b,c)=(1,2,3)