変数と代入と繰り返し

プログラミングを学ぶ初心者が、最初にぶつかり、そこを何とか越えないと結局、少しでもプログラミングができるようにならない、そういう難関が、何かの値を変数に代入し、変数を参照し、その変数によって繰り返し処理を制御する、という、この三つの要素である。

　ある程度プログラミングができるようになった人からすれば、それがどうして難しいのか、どうして、これらが分からないのか、分からないことだろう。変数という箱を用意して、そこに値を入れ、必要になれば、その値を取り出す。一回ごとの繰り返しに値を変化させて、ある条件になったら繰り返しを抜ける、これは別段難しいことではない。

　初心者向けと称するプログラミングの入門書でも、せいぜい、箱の絵に値を入れたり出したりするような、イラスト入りではあれ、たいてい、通り一遍の説明で、先を急いでいる。

　しかし、ここのところが本当の初心者には難しいのである。とにかく、変数といい、値といい、代入といい、これらはかなり抽象的な概念なのである。そうでしょう？

　前にも書いたが、プログラムはバーチャルな一つの世界であり、その世界を構成する存在要素は、個々の具体的なデータと、それらを抽象化し、一般化した変数である。（定数とかもあるが、これはなくても困らない。）こういう非常に限られた構成要素を使い、それらの間に「作用」を起こさせる演算子、関数、制御構文が、それら構成要素を縫い合わせることで、一枚の服、すなわち一つのプログラムが出来上がっている。

　こういう抽象的な理解は、初心者、特に数学を苦手とする文系の初心者には、当初難しいものである。これを一つ乗り越えてしまえば、つまり、こういうバーチャルな世界の構成の仕方が身に付いてしまえば、あとは雪だるま式にプログラムを勉強していくことができる。

　そこで、まずはとにかく、そのプログラムで使う変数を宣言し、データをそこに格納させるべきである。プログラムの最初に、その世界では何をするのか、を考え、それに必要な道具を揃えさせる。道具とは、つまり変数である。その場合、どういう目的でその変数を用意したか、日本語でちゃんと書かせる必要がある。

　データを用意すると言っても、それは素のままでデータを使うのではなく、必ず変数に代入させる。これは宣言と初期化をセットで、プログラムの最初にしておく、ということだ。

　変数にはデータは出したり入れたりする。大抵は、変数とデータを使って計算をし、その結果をもう一度変数に入れ直す、という形ですることが多い。この基本を徹底的に覚え込ませる必要がある。計算は数値だけではなく、文字列についても、合成することができる。

　また変数には、計算だけではなく、その計算を関数に分離して、関数にデータを渡し、結果だけを戻して、それを変数に代入することも多い。これも代入の一種であるが、また関数を使う使い方を覚えるのでもある。

　変数とその値という考え方も徹底して理解しないといけない。代入の左辺にくるのは、変数という入れ物、右辺に変数が使われると、その変数に入っているデータ・値を使うことになる。この区別は、ある意味では自然だし、特に断らなくても分かる場合があるが、そもそも変数や代入にもたもたしているような場合には、その変数と値と代入の関係について、図を書きながら、ゆっくり、何度も教えなければならないだろう。

　繰り返しも、その変数の値の変化によって動くものである。逆に言うと、一回の繰り返しごと、変数の値が変化し、そによって実行される内容や繰り返しのカウントが変わっていく。これも非常に強い抽象である。だって、一回のデータの代入は、とにかく一つ一つ順番に辿れば理解できるだろう。しかし、繰り返し処理は、いわば、毎回変化する値を使いながら、ある一つの作業のひな形、テンプレートのようなものである。そのテンプレートを、一度ずつ変数が変化しながら、実行する。

　後は若干の関数を知っていれば、以上の道具立てで相当な長さのプログラム、あるいは多種多様なプログラムを書くことができる。と同時に、ここまでを徹底的に理解するためには、そのレヴェルでの練習問題を数多くこなす必要がある。

　実は、初心者にとって、上に挙げたような説明よりも、この練習問題を解くのがすごく難しいのだ。ある問題を解決するために、どうしたらいいか。何もない白紙の状態から、そこにデータと変数を生み出し、それらを組み合わせて、最終的に問題を解決する仕組みを作り上げていく。

　問題を前にして、紙の上にいろいろな値を具体的に書き、どのような手順で問題を解決するかを、落書きしてからプログラムを作り始めるようにしよう。何も見通しなくコンピュータに何かを書き始めてしまってはならない。初心者が書くような短いプログラムであれば、手書きで擬似コードを書いても、大した手間ではない。それなくして直接入力し始めてしまうと、どうしてそういう変数を用意したのか、よく考えることなく入力してしまう。そうなると応用がきかなくなってしまう。手を動かして自分の頭で考えてみる、これが大事なことである。

　いずれにせよ、これまでプログラムの教授はうまくいった試しがない。毎年工夫をしてはいるが、初心者のためのプログラミングではまだ成功したことがない。今年も、すでに反省材料が山のように出来てしまった。それでも、今年を棒に振るわけにはいかないのだから、現状から出発して、最低限でも身に付くように、いろいろと励ましていかなければならないだろう。