プログラミング小手調べ 2

1 から 20までの数を（今回は、横に）並べて印字させる。空白文字を間に入れて区切ること。

Ruby

従来の手続き型プログラミングの発想の延長だとこうなるだろう
```
for i in 1..20 do
  print i," "                 # print は、改行をともなわない出力指示（Rubyでは）
end
puts      # 最後に改行
```
- 多くの言語で、こうした改行なしの出力指示が用意されてはいる。
- Rubyのprint メソッドは、複数の引数を渡せるので上記のような使い方になるが、（言語によっては）
  1. ２回呼ぶ
  2. 文字列を連結して渡す、
  といった書き方を行うことになる。その場合、上記プログラムの２行目はこうなる。
```
# 1
   print i ; print " "
# 2
   print i.to_s+" "
```
  数値と文字列で+
  - なお、print i+" " のような書き方はRuby（を含む多くの言語）では動かない（JavaScriptだと動くようだが）。
  - 演算子 + は、両辺が数値データなら数学的加算、両辺が文字列なら文字列の連結、として同じ記号でも相手によって違う動作をするが、
    
    両辺の型（クラス）が違うときの動作が定まらないのでエラーにすることになる。
  - 最後の20の右に余分なスペースが印字される。スペースだと誰も気がつかないが、　プログラムとしては不完全とも言える。きちんとするなら、たとえば下記のようになる　（ちょっとしたことでかなり複雑なプログラムだ）。
```
for i in 1..20 do
  if i<20 then
    print i," "   
  else
    puts i
  end
end
```
印字すべきものを（文字列として）作ってから印字する。

この考え方が、本例題の主題。
```
puts (1..20).to_a.join " "
```
（ね、シンプルでしょ）

プログラムの解説：
- 1..20 は Range.new(1,20) と同じ意味で、 Range オブジェクトを生成するリテラル表記（ .. が演算子として機能している）。
- 演算子 .. の優先度（結合の強さ）は低い方なので、　 1..20.to_a と書くと意味が変わってくる　（結果的にはエラーになる）ので、Rangeリテラルを括弧で囲む必要がある。
- join " " の部分は、join(" ")と書いてもいい
  
  （その先にメソッド呼び出しがあるならば括弧で囲むべきだが、メソッドチェーンの最終弾なので省略してある）。
- join は配列（レシーバ、つまりピリオドの右側に置かれたオブジェクト）の要素をすべて、文字列に変換（内部で .to_s を使っている）してからつなぎ合わせる。
  
  joinに引数があれば、その引数を間に挟んで接続する。
- ただし、join は、Arrayクラスのメソッドなのでまず、RangeをArrayに（ .to_a メソッドを使って）変換してから使う。
考え方の解説：
- このプログラムは、冒頭に述べた「データ（大きな塊）を受け渡していく」という考え方に沿ったもの。
ついでながら Enumeratorで無限整数列を生成することもできる。
```
ns=Enumerator.new{|q|n=1;loop{q<<n;n+=1}}
ns.take(20)   # など（Haskellと似た発想ね）
```
- ここでは解説を省略する（「Ruby Enumerator」で情報は得られるでしょう）が、
  
  irbで試しに動かしてみて下さい。
- 無限の流れを作って（整数列はもともと無限の列だからね）、それを前から順に（手続き的なループではなく）取り出して何か処理をする、という考え方はこれから重要になってきます。

Python

まず実例。
```
' '.join(map(str,range(1,20+1)))
```
解説：高階関数の紹介
Pythonでは、join は、内部で各要素を文字列に変換しないので、事前に変換してから渡す必要がある。
そこで使うのがこの高階関数 map だ。
Python のmap関数は引数を２つとる。
- 第一引数は、各要素に適用させたい操作。ここでは、オブジェクトを文字列に変換する関数 str　を関数名として渡している。
- 第２引数は対象となるデータの集合体（コレクションなどと呼ぶ。RubyではArray、Pythonでは list がその代表的なもの）。
- ちなみに Rubyのmap では対象となるコレクションはメソッドのレシーバとして渡されているので呼び方が違って見えている（が機能は同じ）。
map が返す値は、（以下の例に見るように）特殊なオブジェクト（イテレータと呼ばれる）。
```
>>> str(1)
'1'
>>> map(str,[1,2,3])
<map object at 0x109a45da0>
>>> list(map(str,[1,2,3]))
['1', '2', '3']
```
- 一つ前の世代であるPython2の頃にはリストを返していたがPython3から変更された。
- イテレータは、関数 list によりリストに変換できる。
```
' '.join(list(map(str,list(range(1,20+1))))))
```
- 前出のプログラムは、律儀に書くと上記のようになる（rangeをlistに変換してからmapに渡す、イテレータをlistに変換してからjoinに渡す）。
- が、listを扱う多くの関数は、listの代わりに rangeやiteretorを受け取ることができるので、いちいち変換する必要はない。
（上記 mapの紹介でも述べたが）Rubyではクラスに属するインスタンスのメソッドとして機能が提供されるが、

python では、同じ機能が関数として提供されていることが多く、同じことをするために関数呼び出しの入れ子で表現する。
- 結果的に、Rubyでは処理の流れが左から右に流れていくように見えるのに対し、 pythonでは右から左の流れに見えるプログラムが多くなる。
- join はメソッドの形であるが Python ではRubyとは呼び出し方が逆になっていて、（挟む）文字列がレシーバ、連結前のリストが引数として渡される。
ついでながら、Python には each（に相当するもの）がないという話を前章でしたが、無理やり map で書くことは、可能ではある（結果の値として生成されたリストを捨て去るという無駄なことをすることになるが）。
```
list(map(print,[1,2,3]))
```
- map を呼ぶだけでは、イテレータ（これから繰り返しをスタートさせる）が作られるだけなので、
  
  それぞれの値を取り出すループを実行に至らせるためには、もうひと手間必要になる（ここでは関数list に渡している）。

JavaScript

（前述の）縦に並べる問題の配列バージョンを少し変形して作る。
- 後半はRuby版とほぼ同じ。
```
console.log([...Array(20).keys()].join(" "))
```
- JSではjoinの引数（区切り文字）のデフォルト（引数なしで呼んだ時の挙動）がカンマ、という点はRubyと違うが、ここでは空白文字を渡しているので同じ使い方になる。
ただしこれでは、1から20ではなく0から19が表示されてしまう。
- 範囲を変えるか、それぞれの整数値に1を加えたものを作るか、いずれかの方法で対処する必要がある。
- 前者はJSでは簡潔な道具がないので後者でやってみよう（印字する指示は省略してデータを作るまでを示す）。
```
[...Array(20).keys()].map(n=>n+1).join(" ")
```
- ここでは（概念はすでに紹介済の）高階関数 map を使っている。
- map に無名関数を渡す書き方には、省略可能な部分が多々あって、上の
  
  map(n=>n+1) は、 map((n)=>{n+1}) を簡略に書いたもの（後者が一般的な無名関数の書き方に沿ったもの）。

Haskell

R,J の各言語のようにいきなりjoinで連結できない。
- Haskellでは（よくも悪くも）型検査が厳しいので、まず、
```
map show [1..20]
```
  で文字列のリストに変換する。
- 連結は（joinという名前は別の場所に使われている）Data.List パッケージにある関数 intersperse で、空白（文字列）を各要素の間にサンドイッチ状に挟む
```
import Data.List
-- と、予め準備しておいて（最初に一回行えばいい）

intersperse " " (map show [1..20])
-- または
intersperse " " $ map show [1..20]
```
これを concat で１つの文字列につなぐ（またはリストを１レベル分平坦化すると考えてもいい）。その上で、出力する。
```
putStrLn ( concat ( intersperse " " ( map show [1..20] )))
-- または
putStrLn $ concat $ intersperse " " $ map show [1..20]
```
ここで使った関数 map も高階関数で、第一引数として、１つの要素を変換するための関数（ここではshow）を渡すという使い方をしている。
```
> :t show
show :: Show a => a -> String
> :t map
map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
```

例題２

Ruby

Python

解説：高階関数の紹介

JavaScript

Haskell