情報基礎実習 I （第６回） 木曜４・５限 担当：北川 晃. Stream クラスを用いたファイルの接続 … Dim インスタンス名 As New IO.StreamReader( _ “ ファイルの絶対パス ”, _ System.Text.Encoding.Default) … s = インスタンス名.

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1 情報基礎実習 I （第６回） 木曜４・５限 担当：北川 晃

2 Stream クラスを用いたファイルの接続 … Dim インスタンス名 As New IO.StreamReader( _ “ ファイルの絶対パス ”, _ System.Text.Encoding.Default) … s = インスタンス名. … インスタンス名.Close() 外部ファイルから変数 ’s’ にデータを読み込む場合 ReadToEnd ：ファイルの内容すべてを取得 ReadLine ：ファイルから１行読み込む Read ：ファイルから１文字読み込む ファイルを閉じ る プログラム中におけ る ファイルの名前

3 外部ファイルからのデータの読み込み：例文 Dim a, b, c As Single Dim ReadText As New IO.StreamReader( _ “D:\read_test\data.txt”, _ System.Text.Encoding.Default) a = ReadText.ReadLine b = ReadText.ReadLine c = ReadText.ReadLine Console.WriteLine(“a={0}”,a) Console.WriteLine(“b={0}”,b) Console.WriteLine(“c={0}”,c) ReadText.Close() ファイル名 ”data.txt” とし て “D:\read_test\” に保存 3.141592656 2.718281828 1 ファイ ル を閉じ る １行ずつ 読み込み

4 Stream クラスを用いたファイルの接続 … Dim インスタンス名 As New IO.StreamWriter( _ “ ファイルの絶対パス ”, _ [True または False], [ 文字コードの指定 ]) … インスタンス名. … インスタンス名.Close() 外部ファイルにデータを書き込む場合 WriteLine ：ファイルに書き込む（改行） Write ：ファイルに書き込む（改行無し） ファイルを閉じ る プログラム中におけ る ファイルの名前 ‘True’ のときは追記

5 外部ファイルへのデータの書き出し：例文 Dim Writer As New IO.StreamWriter( _ "D:\...\result.txt") Dim x As Single = 3, y As Single y = Math.Sqrt(x) Writer.Write(y) Writer.Close() ファイルを閉じ る ‘y’ の値を， Writer として接 続したファイルに書き込 む Writer として, ファイル “D:\...\result.txt” を接続 ‘True’ と書かれていないので， ファイルは上書きされる

6 フィボナッチ数列の最初の 40 項を求めて外部ファイル ’result.txt’ へ出力するプログラムを作れ． … 例題：フィボナッチ数列（改）

7 1. 求めたい項を ’n_new’ ，ひとつ前の項を ’n_last’ ， 二つ前の項を ’n_old’ とする． 2. 初期値として n_old ＝ 0 ， n_last ＝ 1 を代入し， 第一項と第二項をそれぞれ書き出す． 3. 第三項を n_new ＝ n_old ＋ n_last により計算し，書き出す． 4. 次の第四項を求めるために， n_old ＝ n_last ， n_last=n_new の置き換えを行う． 5. この手順を，第 40 項が求まるまで繰り返す． フィボナッチ数列：アルゴリズム

8 Dim i, num, n_old, n_last, n_new As Integer Dim Writer As New IO.StreamWriter( _ "D:\...\result.txt") num = 40 n_old = 0 Writer.WriteLine("{0}", n_old) n_last = 1 Writer.WriteLine("{0}", n_last) For i = 3 To num n_new = n_last + n_old Writer.WriteLine("{0}", n_new) n_old = n_last : n_last = n_new Next Writer.Close() Console.WriteLine(" ファイル書き込み完了しました． ") フィボナッチ数列：プログラム例 項の数 初項 第二項 増分 ”Step 1” は省略 i=1 ～ num (=40) まで繰り返し これらの文を 逆にしてはならな い Writer として, ファイル “D:\...\result.txt” を接続 Writer とし て 接続した ファイルに 書き込む ファイル を 閉じる 完了を 知らせる 出力

9 例題：関数のグラフの作成 区間 において，正弦関数の グラフを作成せよ． 考え方： x0 をキーボードから読み込み， x=x0 から 0.1 刻みで x=x0+ 1 まで変化させる． それぞれの x について， y=Math.Sin(x) を計算する． x,y の組を CSV (Comma Separated Value) 形式で ファイルに書き出す⇒ Excel で読み込み

10 CSV 形式のファイル テキストエディタで開くと … Excel で開くと …

11 Dim x0, x, y As Single Dim Writer As New IO.StreamWriter( _ "D:\...\result.csv",True) Console.Write(" 初期値 x0 を入力してください： x0=") x0 = Console.ReadLine() For x = x0 To x0 + 1.0 Step 0.1 y = Math.Sin(x) Writer.WriteLine(" {0,10}, {1,10}", x, y) Next Writer.Close() Console.WriteLine(" ファイル書き込み完了しました． ") 三角関数のグラフ：プログラム例 Writer として, ファイル “D:\...\result.csv” を接続 Writer として接続し た ファイルに書き込む ファイルを閉じ る 完了を知らせる出 力 コンマで区切 る ファイルがある場合は追 記

12 三角関数のグラフ：出力例 追記されている

13 三角関数のグラフ：出力例（続き） データの列を選択

14 三角関数のグラフ：出力例（続き）

15 プログラミング演習 区間 において，正弦関数 およびその導関数，２階導関数のグラフを作成せよ． 考え方： オイラーの差分公式を用いる． x, y, dy, d2y の各値を， CSV 形式で 外部ファイルに書き出す． y ⇒ dy ⇒ d2y ⇒

16 三角関数の導関数：出力例

17 Dim x, y, dy, d2y, h As Single Dim Writer As New IO.StreamWriter("D:\...\result.csv") h = 0.01 For x = 0 To 10 Step 0.1 y = Math.Sin(x) dy = (Math.Sin(x + h) - Math.Sin(x)) / h d2y = (Math.Sin(x + h) - 2 * Math.Sin(x) _ + Math.Sin(x - h)) / h ^ 2 Writer.WriteLine("{0,10},{1,10},{2,10},{3,10}", _ x, y, dy, d2y) Next Console.WriteLine(" ファイルの書き込み終了しました． ") Writer.Close() 三角関数の導関数：プログラム例 Writer として, ファイル “D:\...\result.csv” を接続 導関数の計算 ファイルを閉じ る 完了を知らせる出 力 コンマで区切 る 微小量を定める

18 プログラミング演習 区間 において，矩形波を 出力するプログラムを作れ． 考え方： 矩形波 を Function プロシージャとして作成する． x,y の組を CSV (Comma Separated Value) 形式で ファイルに書き出す⇒ Excel で読み込み

19 矩形波のグラフ：出力例

20 Sub Main() Dim x, y As Single Dim Writer As New IO.StreamWriter( _ "D:\...\result.csv") For x = 0 To 10 Step 0.01 y = rect(x) Writer.WriteLine(" {0,10}, {1,10}", x, y) Next Writer.Close() Console.WriteLine(" ファイル書き込み完了しました． ") End Sub 矩形波のグラフ：プログラム例 Writer として, ファイル “D:\...\result.csv” を接続 Writer として接続し た ファイルに書き込む ファイルを閉じ る 完了を知らせる出 力 コンマで区切 る

21 Function rect(x) Dim y As Single If x - Fix(x / 2) * 2 < 1 Then y = 0 Else y = 1 End If Return y End Function 矩形波のグラフ：プログラム例（続き） y の値を返す x=0.5 のとき， 0.5-Fix(0.25)*2=0.5<1 x=1.5 のとき， 1.5-Fix(0.75)*2=1.5>1 x=2.5 のとき， 2.5-Fix(1.25)*2=0.5<1 …

22 プログラミング演習 次の微分方程式の初期値問題をオイラー法により数値的に解け． 考え方： オイラーの差分公式を利用する． について，繰り返し計算を行う． x=0 のとき， =y0=2 として， =y を計算する． x と y を書き出し， y0=y と置き直して 次の x について計算を続ける． ⇒

23 微分方程式（オイラー法）：出力例

24 Dim x, y, y0, h As Single Dim Writer As New IO.StreamWriter("D:\...\result.csv") h = 0.01 : y0 = 2 For x = 0 To 2 Step h y = y0 + h * f(x, y0) Writer.WriteLine("{0,10}, {1,10}", x, y) y0 = y Next Console.WriteLine(" ファイルの書き込み終了しました． ") Writer.Close() 微分方程式（オイラー法）：プログラム例 Writer として, ファイル “D:\...\result.csv” を接続 Writer として接続し た ファイルに書き込む ファイルを閉じ る 完了を知らせる出 力 コンマで区切 る 次の計算のための置き直し 刻み幅，初期値の設 定

25 Function f(x, y0) Dim y As Single y = -x / y0 Return y End Function 微分方程式（オイラー法）：プログラム例（続き） 関数プロシージャ部分