④窓付きの壁を作る

窓付きの壁を作ってみましょう。今まで習った「繰り返し処理」「条件分岐」を使えば、それほど難しくはありません。

今回の目的は、ただ動けばよいだけでなく、「サブルーチン」をうまく使って、プログラムを短くまとめることです。そうすることで、別の人が読んでもプログラムの意図（何がやりたいか）がわかりやすくなるように工夫してみましょう。うまいプログラマーになるために大切なことです。

10 x10 壁を１面作る

まずY方向に、[setBlock v]を送る１０回繰り返し処理をして、次にZ方向に１０回処理を繰り返します。

[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiY v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする
(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
end

Y方向の繰り返し処理の最後に、[mcpiY v]を[0]にするを設置して、 Y方向の値をリセットすることを忘れないようにします。ブロックの種類はレンガ（blockTypeId = 45）を選びました。

10 x 10 平行した壁２面を作る

平行した２面の壁を作ります。壁を作る部分のスクリプトを(2)回繰り返すで囲ってやればよいのですが、２回目の壁作りについて[mcpiX v]を[9]にするの数値（9）には注意が必要です。

[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiY v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする
(2) 回繰り返す
  (10) 回繰り返す 
    (10) 回繰り返す 
      [setBlock v] を送る
      (0.1) 秒待つ
      [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    end
    [mcpiY v] を [0] にする
    [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
  end
[mcpiX v] を [9] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
end

プログラミングの世界では、0 から数えると話しましたが、0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 で１０番目は「9」になるのです。ちょっと違和感がありますが、慣れるしかありません。

上の「設計図」を見て、２枚目の壁は、mcpiX = 9 mcpiY = 0 mcpiZ = 10 からスタートすることを確認してください。横方向が X方向、上方向が Z方向になっています。最初の壁は (0, 0, 10)からスタートします。２枚目の壁は (9,0,10) からZ 方向に向けて壁が作られていきます。

10 x 10 壁を 4面を作る

残りの２面を作りましょう。１面目と２面目を作るスクリプトを「複製」して、２段重ねにします。それから３面目と４面目を作るスクリプトの変数をスクリーンショットの通りに変更してください。

[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiY v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする
(2) 回繰り返す
  (10) 回繰り返す 
    (10) 回繰り返す 
      [setBlock v] を送る
      (0.1) 秒待つ
      [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    end
    [mcpiY v] を [0] にする
    [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiX v] を [9] にする
  [mcpiZ v] を [10] にする
end
[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
(2) 回繰り返す
  (10) 回繰り返す 
    (10) 回繰り返す 
      [setBlock v] を送る
      (0.1) 秒待つ
      [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    end
    [mcpiY v] を [0] にする
    [mcpiX v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiX v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を [19] にする
end

改造のポイントは、各面のスタート地点を正しく指定してやることです。そうしないと、四角形になってくれません。先ほどの「設計図」を参照して、スタート地点を指定してください。３面目は１面目と同じ (0, 0, 10)からスタートして、X方向に壁を作ります。最後の面は (0, 0, 19) からスタートして、X 方向に壁が作られていきます。

四隅のブロックが２回ずつ置かれていることに、違和感を持つ人がいるかもしれません。その感覚、素晴らしいです。「なんか変だな」と感じるところに、重要な点が隠されているかもしれませんから。

今回の目的は、繰り返し処理をうまく使ってプログラムを短くすることが目的でした。それで、同じ位置に２回ブロックが置かれることは承知で、こういった形に落ち着きました。もっとうまくやれば、２回置く部分をなくせるかもしれませんが、ここはそんなにこだわるところではない、ということで、そのまま次に進めていくことにします。

窓付きの壁を完成させる

プログラムの途中で、設置するブロックの種類を変えるには、「条件分岐」を使います。

そのためにまずカウンター変数「i」,「j」をセットしなくてはなりません。赤枠の部分がカウンター変数「i」「j」を設置した部分です。カウンター変数の初期値の設定、繰り返しごとに１つずつ増やす部分、リセットする部分を間違えないように設定します。i は Y方向に上がっていくたびにカウントしていきます。j は Z方向（または X方向）に進むたびにカウントしていきます。

青枠の部分が、条件分岐です。地上から高さ１メートルから上の位置（i = 2, i = 3）に、横は中央部分（j = 4, j =5）に「2 x 2 の窓」を設置しました。窓は、ガラス（blockTypeId = 20）を使っています。

[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiY v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
(2) 回繰り返す
  (10) 回繰り返す 
    (10) 回繰り返す  
      もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
        [blockTypeId v] を [20] にする
      でなければ 
        [blockTypeId v] を [45] にする
      end
      [setBlock v] を送る
      (0.1) 秒待つ
      [mcpiY v] を (1) ずつ変える
      [i v] を (1) ずつ変える
    end
    [mcpiY v] を [0] にする
    [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
    [i v] を [0] にする
    [j v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiX v] を [9] にする
  [mcpiZ v] を [10] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
end
[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
(2) 回繰り返す
  (10) 回繰り返す 
    (10) 回繰り返す 
      もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
        [blockTypeId v] を [20] にする
      でなければ 
        [blockTypeId v] を [45] にする
      end
      [setBlock v] を送る
      (0.1) 秒待つ
      [mcpiY v] を (1) ずつ変える
      [i v] を (1) ずつ変える
    end
    [mcpiY v] を [0] にする
    [mcpiX v] を (1) ずつ変える
    [i v] を [0] にする
    [j v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiX v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を [19] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
end

スクリプトを実行して、窓付きの壁が作られることを確認してください。

なるべく短いプログラムを目指しましたが、 Scratch のスクリプトエリアをはみ出るくらい、長いプログラムになってしまいました。 Scratch の欠点として、複雑なプログラムになってくると、一度に表示できないくらい長くなって、プログラムの可読性が低くなるという問題があります。

長いスクリプトを分離することを考えてみましょう。

サブルーチンを分離して、プログラムを読みやすくする

これからの作業は新しい機能を追加するのではなく、見た目をよくする作業です。「見た目」は大切で、きれいなプログラムが書けると、書いている本人も気持ちがよいものです。またバグを見つけやすくなり、別の人にプログラムの意図を明確に伝えられます。目的の機能が実現できたところでやめないで、プログラムの整形を行いましょう。

サブルーチンとは

プログラムを書いていると、同じような処理を何度も繰り返すことが多くあります。その「同じような処理」を、主のプログラム（メインルーチン）から切り離してたものを「サブルーチン」と言います。今回の例で言うと、４つの平行した壁をプログラムで作成しましたが、この壁を作る部分は、作り始めの位置が違うだけでほぼ同じ処理でした。この部分を切り離すと「サブルーチン」と呼ばれます。

スクリーンショットの赤枠の部分が「Z方向に壁を設置していく処理」です。ここが１枚目の壁と２枚目の壁を建築するスクリプトで、全く同じ処理が２回繰り返されている共通の部分です。

(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を  [0] にする
  [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

この部分を切り離して、サブルーチンにしましょう。

切り離したスクリプトの上に[getBlock v]を受け取ったときを重ねます。「getBlock▼」をクリックして、「新規／編集」を選びます。Y-Z 平面に平行した壁（= wall）なので、名前は「yz_wall」と名付けました。サブルーチン「yz_wall」の完成です。

[yz_wall v] を受け取ったとき
(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を  [0] にする
  [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

同じように、青枠で囲った「X方向に壁を設置していく処置」の部分も切り離します。

(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を  [0] にする
  [mcpiX v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

切り離したスクリプトの上に[getBlock v]を受け取ったときを重ねます。「getBlock▼」をクリックして、「新規／編集」を選びます。X-Y 平面に平行した壁（= wall）なので、名前は「xy_wall」と名付けました。サブルーチン「xy_wall」の完成です。

[xy_wall v] を受け取ったとき
(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を  [0] にする
  [mcpiX v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

メインルーチンの作成

サブルーチンが２つ出来ました。次は、サブルーチンを適切なタイミングで呼び出す側の、主となるプログラム（メインルーチン）を作成します。

メインルーチンは同じ形の繰り返しです。壁を作り始める場所の指定とカウンター変数のリセットのために変数の値を決めます。その次に[サブルーチン名 v]を送って待つを重ねて、サブルーチンを呼び出しています。

[mcpiY v] を [0] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする 
[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
[yz_wall v] を送って待つ
[mcpiX v] を [9] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
[yz_wall v] を送って待つ
[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [10] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
[xy_wall v] を送って待つ
[mcpiX v] を [0] にする
[mcpiZ v] を [19] にする
[i v] を [0] にする
[j v] を [0] にする
[xy_wall v] を送って待つ

このスクリプトを実行して、４面の壁が問題なく建築できることを確認できました。

今回の目的は「きれいなプログラムを書こう」でした。その解決法の一つは「サブルーチンとして、何度も登場する処理を切り離す」方法です。もっときれいな書き方があるかもしれません。見つけたら是非教えてください。

【追加ミッション】３階建てのビルを建築する

少し手を加えるだけで、３階建てのビルを建築できます。どこに手を加えるか、自分で考えてみてください。

メインルーチンは、(3)回繰り返すを使って、「４面の壁を作る処理」を３回繰り返します。忘れずに、[mcpiY v]を(10)ずつ変えるを繰り返しの最後に設置して、２階部分、３階部分と、mcpiY の値が上がっていくようにしましょう。

[mcpiY v] を [0] にする
[blockTypeId v] を [45] にする
[blockData v] を [0] にする
(3) 回繰り返す 
  [mcpiX v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を [10] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
  [yz_wall v] を送って待つ
  [mcpiX v] を [9] にする
  [mcpiZ v] を [10] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
  [yz_wall v] を送って待つ
  [mcpiX v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を [10] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
  [xy_wall v] を送って待つ
  [mcpiX v] を [0] にする
  [mcpiZ v] を [19] にする
  [i v] を [0] にする
  [j v] を [0] にする
  [xy_wall v] を送って待つ
  [mcpiY v] を (10) ずつ変える
end

サブルーチンは、[mcpiY v]を[0]にするを[mcpiY v]を(-10)ずつ変えるに入れ替えます。１階部分は問題なく動きますが、２階部分になると、mcpiY = 0 にしてしまうと、Y方向に戻りすぎて、うまく建築ができません。よってレンガを積み上げた分だけ戻る処理に入れ替えました。

[yz_wall v] を受け取ったとき
(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を (-10) ずつ変える
  [mcpiZ v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

[xy_wall v] を受け取ったとき
(10) 回繰り返す 
  (10) 回繰り返す 
    もし <<<(i) = [2]> または <(i) = [3]>> かつ <<(j) = [4]> または <(j) = [5]>>> なら 
      [blockTypeId v] を [20] にする
    でなければ 
      [blockTypeId v] を [45] にする
    end
    [setBlock v] を送る
    (0.1) 秒待つ
    [mcpiY v] を (1) ずつ変える
    [i v] を (1) ずつ変える
  end
  [mcpiY v] を (-10) ずつ変える
  [mcpiX v] を (1) ずつ変える
  [i v] を [0] にする
  [j v] を (1) ずつ変える
end

繰り返し回数を１０回にすると「１０階建てのビル」が作れますが、高さ63メートル以上は、[reset v]を送るで消せませんから。止めておいたほうがいいでしょう。

「ファイル」→「名前をつけて保存」から、名前「mcpi_wall_with_window」をつけて保存しておきましょう。

このプロジェクト（mcpi_wall_with_window.sb）はダウンロードして、自分で確かめることがきます。

サンプルプログラムのページへ

（サンプルプログラムのページに移動します。ダウンロードしたいファイルのリンクをマウスで右クリックして、「対象をファイルに保存」などのメニューを実行してください。）

次回は、三角屋根に挑戦します。グラフを使って、「なだらかな屋根」や「とがった屋根」「かまぼこ屋根」など、いろいろな形の屋根を作ってみます。

【宿題】高さを２４メートルのビルに改造する

先ほど作ったビルは、「横１０メートル・縦１０メートル・高さ１０メートル x ３階」でしたが、

これを「横１２メートル・縦１４メートル・高さ８メートル x ３階」のビルに改造してください。（ヒント　ブロックの構造はそのままで、変数の値を変えればよい）

次に、お好きなブロックを使って、床と天井を作ってみましょう。（ヒント　床と天井を作るサブルーチンを作って、メインルーチンから呼び出す）