【情報 共通テスト】プログラミング対策講座～情報関係基礎 2019年(平成31年)第３問 擬似言語プログラミング グループ分け論理【高校情報Ⅰ授業】
情報関係基礎 2019年(平成31年)第３問
【資料ダウンロード】
PDFの他、パワーポイント、学習指導案 等の原本も無料提供しています。
情報教育の底上げが目的なので、資料を修正して、学校・塾（営利目的含む）の授業等で利用して頂いて問題ありません。私への連絡不要ですが、利用する際には、YouTubeチャンネル・情報Ⅰ動画教科書・IT用語動画辞典を紹介してもらえると嬉しいです。
■独自解説パワーポイント
https://toppakou.com/info1/download/98_大学入学共通テスト/03_H31_2019/情報大学入学共通テスト対策【情報関係基礎_平成31年(2019年)大問３】.pptx
■問題
大学入試センター 情報関係基礎過去問ダウンロード（情報処理学会 情報入試委員会）
https://drive.google.com/drive/folders/140pQJOKWzYH2-NvzPCyQdqFPHcZhCSOa
【文字おこし】
大学入学共通テスト「情報」対策講座
情報関係基礎 平成３１年（２０１９年） 大問３のグループ分けの擬似言語をつかったプログラミング問題の解説をしていきます。
美香さんのクラスでは、春夏秋冬の４つのグループに分かれて季節ごとの花について調査することになったとあります。
そのグループ分けの方法についての問題になります。
この年度の情報関係基礎の平均点は４９点と非常に低い点数になっています。
すべての大問合わせての平均点ですが、今から説明するこの問題の難易度がかなり高く時間内で解くのが困難なのが原因だと思います。
個人的な感想ですが、現役の優秀なプログラマでも２０分でこの擬似言語を理解し解き終える人は少数だと思います。
２０２５年から実施予定の情報の共通テストでは、初回この難易度にしてしまうと流石に批判が出ると思うので、想定難易度は、すでに別動画で解説している令和２年や３年くらいのものになると思います。
ただ、トレース能力を鍛えるという意味では良い問題なので、時間は気にせずに実際に数値を当てはめて紙上でトレースしてみることをお勧めします。
得点できなかった方も自信を落とさないでください。
それでは順を追って解説をしていきます。
春夏秋冬のグループ分けはくじ引きによって決定した順位である「くじ順」と生徒の希望にもとづいて行われます。
各グループの生徒数が出来るだけ均等になるように振り分けるために、クラスの生徒数が４の倍数でない場合には、生徒数を４で割った余りと同じ数のグループに生徒を１名多く振り分けます。
どのグループに振り分けるかは２つの方法がありますが、一旦ここまでで、空欄ア、イを見ていきましょう。
クラスの人数が１０名の場合は、空欄ア 名のグループと 空欄イ 名のグループのグループが出来るとあります。
クラスの生徒数が４の倍数でない場合には、生徒数を４で割った余りと同じ数のグループに生徒を１名多く振り分けるとあるので
まずは、１０名を４で割って 商は２ 余りは２となります。
均等にするとまずは２名ずつふりわけることになります。そして、あまりの２名分を１名ずつふりわけると、
この絵のように２名のグループと３名のグループができます。
よって、空欄ア、イは順不同で２と３が入ります。
余り分をどのグループに割り振るかのには、方法１と方法２の二つの方法があり、それぞれについてシミュレーションする能力が求められています。
方法１は くじ順に生徒の希望に沿った振り分けを行い、１名多いグループが先に決まるようにする方法
方法２は 第１希望の人数の多いグループに１名多く振り分ける。ただし、同数の場合には、春、夏、秋、冬の順に多いグループを決める方法となります。
表１はくじ順に並んだ生徒の１０名の名簿になります。
Aさんの第一希望は春、第二希望は秋、第３希望は夏、第４希望は冬となります。
くじの順位はAさんBさんCさんの順になっていますのでその優先順で、グループが割り振られていきます。
この表を見るとき、皆の第一希望の行を横に順番に見てしまうとアウトです。
この解釈でやってしまうと、問２の擬似言語の論理と合わなくなります。
くじ順の順番に見ていく必要があります。
ここの解釈誤りで得点を落とした方もいるのではないかと個人的に予想しています。
まず、方法１で見ていきましょう。
初期状態としては春、夏、秋、冬ともに０人とします。
くじの順位一位のAさんは希望通り春に決定です。春のカウントを１プラスしておきます。
Bさんも秋に決定です。秋のカウントを１プラスします。
Cさんは春の２人目なので決定します。春のカウントを２にします。
Dさんは春の３人目ですが、方法１はくじ順に沿って１名多いグループにできるので、Dさんも春に決定します。春に関しては上限の３人に達しました。
Eさんも春ですが、すでに上限値なので次の第二希望の判定で、夏にきまります。夏のカウントを１にしておきます。
Fさんは第一希望の夏はEさんに続き２人目なので夏に決定です。夏のカウントを２にします。
Gさんは第一希望の春は既に上限値なので次の第二希望の夏の判定になります。
夏は３人目ですが、方法１はくじ順に従って１名多いグループに出来るので春に続き３人枠にできます。よってGさんは夏に決定します。
Hさんの第一希望の秋は２人目なので秋に決定です。秋のカウントを２にします。すでに３人枠は２つ使っているので、ここで秋は上限値に達します。
Iさんは春、秋は上限に達しているので、第三希望の冬になります。 冬のカウントを１にします。
Jさんは春、夏、秋共に上限に達しているので第４希望の冬になります。 冬のカウントを２にします。
この結果をもとに空欄部分を埋めていきましょう。
空欄ウは第一希望通りに割り振られた連続した範囲なのでAからDになります。
よって空欄ウは選択肢③のDになります。
空欄エは第３希望になる人で、Iさんだけ該当するので選択肢⑧のIになります。
そして空欄オのJさんは第４希望のグループに割り振られていることが結果表より分かります。
――――
方法２は 第１希望の人数の多いグループに１名多く振り分ける。ただし、同数の場合には、春、夏、秋、冬の多いグループを決める方法となります。
今回の第一希望を見ると
春が７人、夏が１人、秋が２人、冬が０人で
同数の物はなく、春が１番、秋が２番なので、春と秋の人数は３人が上限ということになります。
一方、夏と冬は２人が上限となります。
この人数を前提として、第一希望から順にみていきましょう。
Aさんは春に決定で、春のカウントを１にします。
Bさんも秋に決定で、秋のカウントを１にします。
Cさんは春に決定で、春のカウントを２にします。
Dさんも春ですが、はじめに決めた上限の３には達していないので、春に決定します。
春のカウントを３にしてDさんで上限に達します。
Eさんは春ですが上限に達しているので、第二希望の判定で夏に決定します。夏のカウントを１にします。
Fさんは夏に決定で、夏のカウントを２にします。
Gさんは春ですが上限に達しているので、第二希望の夏も方法２では上限に達しているので、第３希望の秋になります。秋のカウントを２にします。
Hさんの第一希望は秋ですが、上限の３に達していないので秋に決定します。
これで秋は上限値に達します。
Iさんは、春、秋共に上限に達しているので第３希望の冬に決定します。冬のカウントを１とします。
Jさんは第４希望の冬となり、冬のカウントを２とします。
これですべてのグループの割り当てが決まります。
では、空欄部分を見ていきましょう。
方法２の場合１名多く振り分けるグループは、第一希望の多い順なのではじめに説明したように春と秋なので選択肢としては、0と２になります。
空欄クの方法１と方法２で異なるグループになる人は、二つの判定結果の表を比較すると、Gさんが方法１では夏ですが、方法２では秋となっているので、Gさんで選択肢としては⑥となります。
―――
つぎは方法１について、擬似言語を使った問題を解いて行きましょう。
図１ 方法１にもとづく振り分け手続きの図になります。
はじめに使われている変数の概要について説明します。
まず、春、夏、秋、冬はそれぞれのグループ番号が割り振られています。
春は１、夏は２、秋は３、冬は４になります。
そして、表１の様な名簿を配列として準備します。
配列Namaeはくじの順位順に生徒の名前が格納されたものになります。
ここでは、Aさん、Bさんのように表１と同様に格納します。
２次元配列kibo（希望）はクジの順位と、希望順位を添字として希望するグループ番号が格納されています。
表１のこの部分が対応しています。
変数ninzuは生徒全員の人数を格納した変数で、今回は１０人でシミュレーションするので１０を格納します。
配列Gninzuは、春夏秋冬のグループ番号が添字となり、それぞれのグループに振り分けられた生徒の人数を格納します。
二次元配列Huriwakeは グループ番号とそのグループに振り分けた順番を添え字として、そのグループに振り分けられた生徒の名前を格納します。
変数gは振り分ける人数の上限に達したグループ数を格納します。
変数teiinnは、変数gの値に基づいてグループの上限値を格納します。
他にも変数がありますが、実際に処理を追いながら説明していきます。
処理が長いので２０行目までの繰り返し処理までを説明します。
１行目について、syo ← ninzu ÷ ４は 変数ninzuの値を４で割った商を変数syoに代入しています。
ninzu は１０なので １０÷４ の商である ２が変数syoに代入されます。
amari ←ninzu % 4 は ninzuを４で割ったときの余りを変数amariに代入しています。
つまり１０÷４の余りで２をamariに代入します。
そして変数gに初期値の０を代入します。
２行目は２０行目までの繰り返し処理になります。
iを1からninzuまで１ずつ増やしながらとあるので、１０回繰り返すことになります。
３行目は 変数syoの値を変数teiin に代入しています。 商は２なのでteiinも２になります。
そして４行目は条件文で ５行目でteiinの値に＋１する処理、つまり定員を２名から３名にする処理の実行条件になります。
定員に達したグループ数を表す変数ｇが、定員を３名に増やせるグループ数である変数amariより小さければ 定員を３名まで増やすことができるので
選択肢としては③のg < amari となります。
今回はgは０、amariは２なので Ｔｒｕｅとなり
teiinは３に更新されます。
７行目は変数owariに０を代入しています。１３行目はowariを１に更新する処理になりますが、ループの継続条件になります。
そして、変数ｊに１を代入しています。
９行目は、二次元配列Kiboの値を取り出し変数kohoに格納しています。
今回はiとjともに１なので kibo配列の１行１列目が該当し１ つまり春のグループ番号がkohoに格納されます。
１０行目は１７行目までの実行条件になりますが、二次元配列Huriwakeを更新していることから、そのグループに決定した時に呼ばれていると想定できます。
グループに入れる条件は、まだ定員に達していないことになります。
今のグループの人数と定員を比較すれば判定が可能になります。
今のグループの人数が分かるのは Gninzu配列なので
空欄コは選択肢aのGninzu[g] になります。
今回はkoho変数は１の春で Gninzuの配列１番目はまだ０なので、Trueとなります。
11行目は Gninzu[koho]は０なのでプラス１した値を変数Xに格納し、
そのｘの値を同じ場所に上書きします。今回は春の人数が１となります。
１２行目は配列変数Huriwakeの更新処理で 今回は１行１列目に Ａ さんの名前が格納されます。
１３行目はowariを０から１に更新します。
１４行目は判定で１５行目を見ると変数ｇの上限に達したグループ数を1プラスしています。
つまり１４行目は定員の２名に達したかを判定していますので、現在のグループ人数と比較する必要があります。
今回の確定者も含めたグループの人数はGninzuに入っているので、空欄サはaのGninzu[g] になります。
今回はGninzuの添字１ １ でteiinは３なのでFALSEとなり、処理には入りません。
18行目で変数jを１プラスしています。Ｊは希望二次元配列でつかわれているので、次の希望の判定の準備になります。
空欄シは、生徒毎のループを抜ける条件で、今回のＡさんは確定したので、この子ループは抜けて、２行目からの次の生徒の判定にはいります。
子ループを続けるのは、確定したか否かなので、確定時に１３行目で更新しているowari変数を使います。
つまり、空欄シはowari=1になるまで実行するということになります。
※今回は終了条件ですが、問題によっては継続条件を書く場合があります、その場合はowari=0にする必要があります。
これをＢさんＣさんと10人分行うと
Ｈｕｒｉｗａｋｅ配列はこのように更新されます。
――
それの表示処理が２１行目以降になります。
２１行目でループの継続条件があり２６行目までを繰り返します。
外側のループは春、夏、秋、冬のグループ毎
内側のループはそのグループに属する生徒数分繰り返します。
iは１から４までカウントアップしますが、Ｈｕｒｉｗａｋｅの配列の表示でも使われています。
実際の値を当てはめて処理を追っていきます。
２１行目でi=1として
２２行目で「グループ１のメンバー：」と表示します。
２３行目はｊを１から 空欄スまで増やしながらとありますが、 ｊはグループに属する生徒名の表示に使っているので、グループ人数分繰り返す必要があります。
よって選択肢⑧のGninzu[i]になります。
一番初めのループはiもjも１なのでＡが表示されます。
春グループに属するメンバ数分 子ループを回し
出力結果のイメージのようにACDと順番に表示されます。
子ループを抜けて次はグループ２ つまり夏のメンバを表示します。
グループ３、４も同様に繰り返されループの処理を抜けます。
―――――――――――――
次に問３ 図２の 方法２に基づく振り分けの手続きについて解説していきます。
本文にもある通り、２行目から１６行目は、各グループに振り分けられる人数を先に求めて、１７行目～２８行目の処理でその人数に基づく振り分けを行っています。
まず１６行目までの処理を、値を当てはめながら説明していきます。
１行目は先ほどの方法１と同じくsyoには２ amariには２が代入されます。
２行目から４行目は繰り返し処理で１からninzuuまで１ずつ増やしながらなので１０回繰り返されます。
Kibo配列の二番目の１は固定なので、各生徒の第一希望のグループを抽出していることが分かります。
第一希望の春、夏、秋、冬のそれぞれの人数をＫｉｂｏｓｕ 配列に格納しています。
Kibosu配列は初めは全て０で初期化されています。変数gが希望グループのことになるので、Ｋｉｂｏｓｕ［g］の場所をプラス１します。選択肢では⑤になります。
人数分繰り返すと添字１の春は７ 添字２の夏は１ 添字３の秋は２ 添字４の冬は０のままとなります。
―――
５行目から６行目は グループ毎の定員を示すGteiin配列に変数syoの値 つまり２を代入しています。
８行目から１６行目はループ処理で １から変数amari までとあるので、２回ループすることになります。
９行目で変数sにー１を代入しています。
空欄ソ、タ、チについては先に解答の方を表示させておきます。
この部分はかなり難易度が高く、空欄が無くても何をやっているのかがわかりにくいため、トレースイメージで流れを説明していきます。
まずはi=1のループで９行目でＳにー１が代入されます。
jを１から４まで１ずつ増やしながら１１行目から１４行目の繰り替えし処理を行います。
kibosuの添字１は７で-1<7はＴｒｕｅ Ｇteiinの添え字１は２で変数syoの値も２なので
Ｔｒｕｅになり１２行目の処理が行われます。
Kibosu添字１の値である春の希望者数７を変数ｓに代入します
そして変数ｇにｊの値である１を代入します。
つぎはｊを２にします。
ｓが先ほど設定した７で kibosu添字２の夏の希望者は１なので、条件に当てはまらず、次のjを３にしたループに行きます。
ｓは先ほど設定した７のままで kibosu添字３の秋の希望者は２なので、条件に当てはまらず、次のjを４にしたループに行きます。
ｓは先ほど設定した７のままで kibosu添字４の冬の希望者は０なので、条件に当てはまらず、ここでjが４に達している為 １５行目の処理が行われます
gは春のグループ番号の１が入っているので、配列Ｇteiinの添字１の値をプラス１して３にします。
つまり、gには定員が２のものの中で希望者が最も多いグループ番号が入っている
８行目の親ループに戻ってiを２にします。
ｓにー１を設定します。
ｊが１の子ループを行っていきます。
１１行目は-1<7で初めの条件は満たしますが、Gteiin添字１は３になっているのでFalseになり条件を満たしません
jが２の場合のループに入ります。
kibosu添字２は１なので-1<1 を充たします。 2つ目の２＝２の条件を満たすので
１２行目の処理が行われます。
変数ｓに、kibosu添字２の１が代入されます。 gに２が代入されます。
jが３の場合のループに入ります。
kibosu添字３は２なので１<２ を充たします。 2つ目の２＝２の条件を満たすので
１２行目の処理が行われます。
変数ｓに、kibosu添字３の２が代入されます。 gに３が代入されます。
jが４のループは２＜０で条件に当てはまりません。
子ループをおえて１５行目の処理でgには３が入っているので秋グループのグループ定員数をプラス１して３にします。
―――
では１７行目からの処理も実際に数値を当てはめながらトレースしていきます。
iを１から人数分繰り返します。
初回ループなのでiは１になります
１９行目から２７行目は、同一生徒の希望を順番に判定していきます。
20行目はkibo配列の添字１，１は春のグループ番号の１になりますのでそれを変数kohoに代入します。
Gninzu添字１は０で、Ｇteiin添字１は２なので判定はTrueになり
２２行目の処理に入ります。この時点で希望に合致したことになります。
Gninzuの添字１の値である０に１をプラスした１を変数ｘに代入します。
Ｇｎｉｎｚｕの添字１つまり春グループの人数を１にします。
２３行目は、Namae配列の添字１のAさんの名前を二次元配列：Huriwakeの添字1,1 つまり春の１番目に代入します。
２４行目は子ループを抜けるため owari変数に１を代入します。
２６行目は次の希望の判定のためにjを＋１しておきますが、今回は２７行目でowariが１なのでループを抜け次のＢさんの判定に入ります。
最終的なＨｕｒｉｋａｅ配列はこのような形になります。
空欄ツテは２０行目の総実行回数を問われています。
順番にトレースする必要はなく、判定回数と一致するので、問題１で行った、〇と✖の合計値のことになります。つまり１８回になります。
以上で解説は終了します。
かなり難易度が高く感じたと思いますが、時間内で解くのは難しいので、時間を気にせずにこの問題でトレース力を養いましょう。
今回の解説は以上になります。最後までご視聴ありがとうございました。
【参考サイト・参考文献】
大学入試センター 情報関係基礎過去問ダウンロード（情報処理学会 情報入試委員会）
https://drive.google.com/drive/folders/140pQJOKWzYH2-NvzPCyQdqFPHcZhCSOa
tkmium note 難関進学校の情報科教諭が作成
【解説】 情報関係基礎 平成31年度 センター試験 2019 | tkmium-note
https://tkmium.tech/jouhoukankei-h31/
E.V.ジュニア note 難関進学校の数学科・情報科教諭が作成
マガジン「プログラミング教育」総目次｜E.V.ジュニア｜note
https://note.com/evjunior/n/ne5610edd5f37
【YouTubeチャンネル】
https://www.youtube.com/channel/UC_0LOFMRg60xDBfkzMAmkfA
【IT用語動画辞典】
https://toppakou.com/ITWORD/
【解説重要用語】
擬似言語、変数、配列
★私の目標
「とある男が授業をしてみた」 の葉一さん
https://www.youtube.com/user/toaruotokohaichi
※Google社に招待頂いた、「YouTube教育クリエイターサミット2020」で
葉一さんと文部科学省・Google役員の対談セッションに感銘を受けて、高校情報講座スタートしています。
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？