プログラミング

2-1作法とコーディング標準

相棒の返事は、間違いを探す前に読める形に直そう、というものでした。プログラムはコンピュータが実行するものですが、直すのは人です。人が読めないプログラムは、間違いを見つけることも、あとから送料の決まりを変えることも難しくなります。そこで、どう書くかの決まりを前もって決めておき、誰が書いても同じ形になるようにします。この決まりをコーディング標準と呼びます。

名前の付け方、行の始まりのそろえ方、説明の書き方などを、チームや組織の中で統一するために定めた規則をコーディング規約といいます。シラバスの「コーディング標準」と同じものを指し、どちらの呼び方も使われます。決まりを守らずに書くと、人によって書き方がばらばらになり、他人のプログラムを読むたびに時間がかかります。直すときに思わぬ所を壊す原因にもなります。

店長が最初に言った「行の始まりがずれている」は、決まりの代表的な項目です。条件分岐や繰返しの中に入る行を、行頭に空白を入れて右へずらし、どこからどこまでが中身かを形で見せることを字下げ（インデンテーション、インデント）といいます。字下げがそろっていれば、「この3行は、合計が3,000円未満のときだけ実行される」と、目で追うだけで分かります。

字下げをそろえても、読みにくさが残ることがあります。「もし」の中に「もし」があり、その中にまた「もし」がある、という具合に、制御構造が何重に入れ子になっているかをネストの深さといいます。深くなるほど、いまどの条件の中にいるのかを覚えておく量が増え、読み違えやすくなります。コーディング標準では「入れ子は3段まで」のように上限を決めておくことがあります。

店長の二つめの指摘は名前でした。a ← b + c と書いてあっても、何を足しているのかは書いた本人にしか分かりません。支払額 ← 商品合計 + 送料 と書けば、店長にも読めます。変数や関数の名前を、意味が分かり、しかも全体で統一された形で付けるための決まりを命名規則といいます。「金額を表す変数は名前の最後を『額』にする」のように決めておくと、名前を見ただけで中身の見当がつきます。

名前だけでは伝わらない事情もあります。「3,000円ちょうどは300円の側に入れる」という決まりは、なぜそうしたのかを書き残しておきたいところです。プログラムの実行には影響せず、人が読むための説明としてソースコードの中に書き添える文を注釈（コメント）といいます。注釈は処理をくり返し言い直すより、なぜそう書いたのかを書くと役に立ちます。

決まりを知ったミナトは、さっそく自分のプログラムの字下げをそろえ、aやbを意味のある名前に付け替え始めました。このように、プログラムの外から見た動作を変えずに、中の構造を読みやすく直しやすい形に整えることをリファクタリングといいます。シラバスは、コーディング標準のねらいとして、プログラムの機能適合性・性能効率性・使用性・保守性を高めることを挙げています。これらはソフトウェアの品質特性の名前で、もとになった JIS X 25010 は2025年に改正され、使用性は「インタラクション容易性（対話性）」に置き換わりました。シラバスの用語例は改正前の名前のままです。リファクタリングが主に高めるのは、そのうち保守性、つまり直しやすさです。

2-2プログラム構造と部品

同じ計算を何か所にも書くと、決まりが変わったときに全部を直さなければならず、直し忘れが起きます。そこで、プログラムを「送料を求める」「合計を求める」のような機能ごとのまとまりに分け、それぞれを独立したまとまり（モジュール）として作ります。この分け方をモジュール分割といいます。送料を求めるモジュールが1つなら、送料の決まりが変わっても直すのは1か所で済み、ほかのプログラムでも同じものを使い回せます。

分けたモジュールは、全体の流れをとりまとめる部分から呼び出して使います。プログラムの実行が始まる所にあり、処理全体の順序を決めて、必要なモジュールを呼び出す中心の部分をメインルーチンといいます。メインルーチンから呼び出されて、決まった処理を受け持つ部分がサブルーチンです。こむぎ堂の通販なら、メインルーチンが「注文を受け取る→合計を求める→送料を求める→確認メールを送る」の順に、それぞれのサブルーチンを呼び出します。

使うモジュールは、自分で作るものばかりではありません。日付の計算、文字の並べ替え、消費税の端数の処理のように、どの店のプログラムでも要る機能は、あらかじめ作られて配られています。汎用的な機能をまとめ、ほかのプログラムから呼び出して使えるようにした部品の集まりをライブラリといいます。多くの人が使って確かめてきたライブラリを使えば、同じものを一から書く手間も、書き間違える心配も減ります。

ほかのソフトウェアの機能を呼び出すための窓口として、呼び出し方と受け取れる結果を取り決めたものをAPI（Application Programming Interface）といいます。この窓口をインターネット越しに使えるようにしたものがWebAPIです。HTTPで決まった形の問合せを送ると、結果が返ってきます。配送業者がWebAPIを用意していれば、こむぎ堂のプログラムから届け先の住所を送って、届く日の見込みを受け取ることができます。

そもそもソースコードをたくさん書かずに作る方法もあります。画面の上でボタンや入力欄を並べたり設定したりする操作を中心にして、足りない所だけ少しソースコードを書いてアプリケーションを作る方法をローコードといいます。ソースコードをまったく書かず、画面の操作だけで作る方法はノーコードです。予約の受付フォームくらいなら、ノーコードのサービスで店長が自分で作れるかもしれません。

2-3データ型と変数

プログラムの中で値を入れておく、名前の付いた箱を変数といいます。変数に入る値の種類と、その値に使える演算を定める区分をデータ型といいます。データ型を決めておくと、合計に文字を入れようとしたような誤りを、実行する前や実行した時点で見つけられます。代表的なデータ型は次の4つです。

論理型の変数がとる2つの値、真（true）と偽（false）を論理値（ブール値）といいます。「クール便か」「在庫があるか」のように、答えが「はい」か「いいえ」の二つしかないものを表すのに使います。表計算ソフトでも、セルに入る値の種類として、数値や文字列と並んで論理値（TRUE と FALSE）があります。

変数に値を入れる操作を代入といいます。試験の擬似言語では 商品合計 ← 0 のように、矢印の左の変数へ右の値を入れる形で書きます。商品合計 ← 商品合計 + 380 は、数学の等式としては成り立ちませんが、代入としては「いまの商品合計に380を足した値を、商品合計に入れ直す」という意味になります。0から始めて食パン340円とくるみパン380円を順に足すと、商品合計は340、720と変わっていきます。

2-4式と演算

値や変数を記号で結び付けた、計算すると1つの値になる書き方を式といいます。送料 + 500 は式で、送料が0なら500という値になります。式の中で、どんな演算をするかを表す記号を演算子といいます。+ や × のような計算の記号も、< や >= のような大小を比べる記号も演算子です。

2行目の「もし」の後ろにある 商品合計 <= 3000 のように、計算すると真か偽のどちらかになり、処理を分ける判定に使う式を条件式といいます。ミナトの指が止まった理由も、条件式にありました。商品合計が3000のとき、2行目の条件式「3000以下」は真なので500円が足されます。3行目の条件式も、3000は「3000以上」に入るので真になり、さらに300円が足されます。3,000円ちょうどの注文にだけ、2つの送料が重なって800円になっていたのです。

3行目の「かつ」のように、真偽の値どうしを組み合わせる演算を論理演算といいます。「かつ」（AND）は両方が真のときだけ真、「または」（OR）はどちらか一方でも真なら真、「でない」（NOT）は真と偽を入れ替えます。3行目は「3000以上」と「5000未満」がどちらも真のときだけ300円を足す、という意味になります。直すには、2行目を「3000未満」（商品合計 < 3000）にして、2つの条件式が同時に真にならないようにします。

2-5制御構造と入出力

処理の流れは、上から順に1つずつ実行する順次、条件によって実行する処理を選ぶ選択、同じ処理を何度も実行する繰返しの3つの形を組み合わせて作れます。3つの形だけで組み立てたプログラムは、上から読んでいけば流れが追えます。送料の決め方は、このうち「選択」の形で書くのが自然です。

商品合計を求める部分には、もう1つの形が使われています。注文には食パン、くるみパン、バゲットのように明細が何行もあり、その数は注文ごとに違います。明細を1行取り出して金額を足す、という同じ処理を、明細がなくなるまで何度も実行する制御構造を繰返し処理（反復処理、ループ）といいます。食パン340円、くるみパン380円、バゲット420円の3行なら、繰返しを3回まわって商品合計は340、720、1,140と増えます。繰返しを終える条件を書き忘れると、処理がいつまでも終わらなくなります。

プログラムは、外から値を受け取り、結果を外へ渡して初めて役に立ちます。キーボードや画面のフォーム、ファイルなどから値を受け取る入力と、画面やファイル、プリンタへ結果を渡す出力をまとめて入出力（I/O）といいます。送料のプログラムなら、注文の明細が入力で、画面に表示する送料と支払額が出力です。

通販の画面では、お客さんがいつ「カートに入れる」ボタンを押すかは決まっていません。そこで、ボタンのクリックやキーの入力のような出来事（イベント）が起きるのを待ち、起きたときにそれに対応する処理を呼び出す方式をとります。これをイベントドリブン（イベント駆動）といいます。「カートに入れる」が押されたら商品合計と送料を計算し直す、という処理を、ボタンに結び付けておくわけです。

2-6手続と関数

一連の処理の手順をまとめて名前を付け、ほかの所から呼び出せるようにしたものを手続（プロシージャ）といいます。手続は呼び出されると決まった処理をしますが、結果を値として返すとは限りません。「確認メールを送る」のように、処理をすることそのものが目的の場合もあります。これに対し、値を受け取って処理し、結果の値を返すものを関数といいます。送料を求める処理は、商品合計を受け取って送料を返すので、関数にするのが向いています。

関数や手続を呼び出すときに渡す値を引数（パラメータ）、処理が終わったときに呼び出し元へ返される値を戻り値（返り値）といいます。送料を求める関数に引数として3000を渡すと、戻り値として300が返ってきます。呼び出す側は 送料 ← 送料を求める(商品合計) と書くだけで、中で何をしているかを知らなくても送料を受け取れます。

ここから基本情報！変数が使える範囲と、引数の渡し方

関数の中だけで作って使う変数を局所変数（ローカル変数）といいます。局所変数は、それを定義した関数やブロックの中でしか使えず、関数の処理が終わると消えます。プログラムのどこからでも使える大域変数（グローバル変数）とは違い、関数の中で同じ名前の変数を書き換えても、外の変数には影響しません。関数の中の計算が外を書き換えないので、関数どうしの独立性が保たれます。

引数の渡し方にも種類があります。手続「値引き(x)」が x から100を引くとして、商品合計3000を入れた変数を引数にして呼び出す場面で比べます。

呼び出し元の値を写し取って渡す方式を値呼出しといいます。手続の中の x は写しなので、x が2900になっても、呼び出し元の商品合計は3000のままです。値が入っている記憶場所そのものを渡す方式は参照呼出しです。x と商品合計は同じ場所を指しているので、x を2900にすると、呼び出し元の商品合計も2900に変わります。

このほかに、引数の式を計算せずに式のまま渡し、手続の中でその引数が使われるたびに計算し直す名前呼出しがあります。商品合計 + 送料 を名前呼出しで渡すと、手続の途中で送料が変われば、次に引数を使うときの値も変わります。呼び出すときには値を渡さず、手続が終わるときに、手続の中の引数の最後の値を呼び出し元の変数へ書き戻す方式は結果呼出しです。名前呼出しは、いまよく使われている言語ではほとんど見かけない方式です。

基本情報の範囲ここまで

2-7オブジェクト指向プログラミング

データと、そのデータを扱う処理をひとまとめにしてプログラムを組み立てる考え方を、オブジェクト指向といいます。「パン」というひな形を作っておけば、食パンも、くるみパンも、そのひな形から作れます。このひな形をクラス、ひな形から作った1つ1つの実体（食パン、くるみパン）をインスタンスといいます。

クラスの中で定義し、インスタンスごとに持たせるデータを入れる変数をメンバ変数（フィールド）といいます。パンのクラスなら「名前」と「値段」がメンバ変数で、食パンのインスタンスは「食パン」「340」を、くるみパンのインスタンスは「くるみパン」「380」を、それぞれ自分のメンバ変数に持ちます。クラスの中に定義した処理をメソッドといい、「税込みの値段を求める」は、自分の値段に税を加えて返すメソッドとして書けます。

2-8Webプログラミング

Webのしくみでは、ページを求めるブラウザの側をWebクライアント、求めに応じてページを返す側をWebサーバと呼びます。プログラムは、そのどちらにも置けます。サーバに置けば、注文の記録や在庫の数のように、店の側で持っておくべきデータを扱えます。ブラウザに置けば、ボタンを押したときの反応をサーバとのやりとりなしにすぐ返せます。

一方、お客さんが個数を変えるたびに送料と支払額の表示が変わるのは、ブラウザの側で動くプログラムの役目です。ページ全体を読み込み直さなくても表示が変わるので、お客さんは待たずに済みます。

日曜の夕方に見つかった800円の送料は、2つの条件式が3,000円という境目で重なっていたために起きていました。直したのは「以下」を「未満」に変え、重ならない選択処理の形に組み直した所です。ただ、その誤りを見つけられたのは、先に字下げと名前を整えて、プログラムを読める形にしていたからでした。読める形に整える作業は動作を変えず、動作を変える修正はその後で、狙った所だけに行う。この順番を守ったので、直した所以外の動作が変わっていないことも確かめやすくなりました。送料の決め方を変えたくなっても、これからは関数1つを直せば済みます。

店長には、まだ気になることがあるようです。「ところで、このプログラムは何という言葉で書いてあるの。英語みたいな所と日本語みたいな所があるけど」。ミナトは、いま書いている言語をなぜ選んだのかを、うまく説明できませんでした。