共通テスト【情報】プログラミング対策講座／情報関係基礎過去問解説～令和２年（2020年）第３問擬似言語 宝探しゲーム開発／高校情報Ⅰ授業
【高校情報】大学入学共通テスト 情報関係基礎過去問解説～令和２年（2020年）第３問擬似言語（プログラミング対策）
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大学入学共通テスト 情報対策講座 情報関係基礎 令和２年（２０２０年）大問３ 擬似言語を使った宝探しゲームの解説をしていきます。
まずは図１のゲーム画面の内容を説明していきます。
前提として吉野さんはロボットを操作して宝探しをするゲームを作成しています。
ゲーム画面のゲームボードのマスの数について左上を１マス目とすると横軸をｘとすると最大のマス目数は具体的な数値は定数ＹＯＫＯに格納されています。
縦軸をｙとすると横軸と同じく最大のマス目数は定数ＴＡＴＥに格納されています。
ゲームボードにはロボットが存在します。そして複数の罠が存在します。
そして１つの宝が存在します。
宝箱や罠は隠れていて、ゲーム開始時は見ることができません。
実際には見えないですが、今回は理解のためにすこし色を薄くしてすこし見えるようにしておきます。
ゲーム画面にはロボットを操作するための上下左右のボタンが表示されています。
そして、移動と罠探知ボタンがあります。
指定した方向に移動したい場合は、方向指定ボタンをのいずれかを選んだあとに移動ボタンを押すと移動します。
行く先に罠が無いかを先に探知したい場合は、進みたい方向の方向指定ボタンを選んだあとに行動指定ボタンを押すと罠を探知できます。
その場合は、メッセージ欄に「罠を発見した！」と表示されます。
メッセージはmessage変数に格納されています。
ゲーム画面の下には宝までの最小歩数が表示されます。
この図の場合、よこを８、たてを５とした場合 見えない罠を無視して横に３、縦に２ 合計５動けば最小歩数で宝に行き着きます。
最小歩数は変数hosuuに格納されています。
移動や罠探知は操作回数が決まっています。決められた操作回数以内に宝マスに入れることがルールで残り操作回数は画面に表示されます。
残り操作回数は変数nokoriに格納されています。
罠に３回引っかかるとゲームオーバになります。
罠にかかった回数も画面に表示され、変数missに格納されています。
では、問１の解説をしていきます。
先ほど少し説明したようにロボットの位置はマスの座標（ｘ、ｙ）で表します
そしてロボットのｘ座標は変数robo_x ｙ座標は変数robo_yに格納されます。
宝の位置もｘ、ｙ座標がありｘ座標は変数takara_x 、ｙ座標はtakara_yに格納されます。
そして方向指定ボタンで方向を指定すると、指定した方向にロボットを移動させるための変数d_x,d_yに適切な値が代入されるとあります。
たとえば今いる場所から下方向に移動する場合で考えていきましょう。
今いる場所が ｘの座標が５ ｙの座標が３だとした場合で考えていきましょう。
下に移動したい場合は、方向指定ボタンの下を押して、行動指定ボタンの移動を押せばロボットが一つ下に移動します。
このときは、x座標は５のまま変わりません。 ですのでこの時d_xにはｘの移動はなしということで０が代入され、d_yはプラス方向に１つ移動ということで１が代入されます。
ここで空欄 ア、イを見ていきましょう。
右方向を指定した場合のd_xおよびd_yの設定値を問われています。
右方向なのでｘ座標が＋１となるので アは１が入ります。
そしてｙ方向の移動はないので、イは０が入ります。
図２の移動ボタンが押された時の手続きの擬似言語を見ていきましょう。
１行目は、ボードをはみ出さないようにするための判定処理で、移動後のマスがボード内にあるかを判定し、ボード内なら移動を実施しています。
まず横のＸ軸方向の判定でrobo_x + d_x＞０は 左端をはみ出していないかという判定になります。たとえば、今のｘ座標が１で一つ左に移動すると１－１で０になりはみ出しますが、この時の判定は０＞０ではＦａｌｓｅになり移動は実施されません。
今のｘ座標が２の場合で１つ左に移動する場合は２－１で１となり１＞０はＴｒｕｅになり移動することができます。
さらに右側もはみ出してはいけないので、もう一つの空欄ウはその右端のはみ出しを判定しています。注意すべきなのは不等号にイコールが入っているので、以下ということになります。例えば右端の定数ＹＯＫＯの値が８だとした場合、移動後のｘ座標が８以下なら移動できるということになります。
たとえば現在の位置が８で１つ右に移動したら９となります。判定はFalseになり移動処理は実行されません
今の位置が７の場合は１つ右に移動したら８となります。判定はTrueとなり移動処理が実行されます。
つまり、移動後のｘ座標 robo_x + d_x が 定数ＹＯＫＯ以下ならということで、 空欄ウには③のＹＯＫＯが入ります。
次に縦のＹ軸方向を見ていきましょう。
Ｙ軸方向の判定でrobo_y + d_y＞０は ボードの上側をはみ出していないかという判定になります。たとえば、今のｙ座標が１で一つ上に移動すると１－１で０になりはみ出しますが、このときは ０＞０となりＦａｌｓｅになり移動は実施されません。
今のｙ座標が２の場合で１つ上に移動する場合は２－１で１となり１＞０はＴｒｕｅになり移動することができます。
さらに一番下側もはみ出してはいけないので、もう一つの空欄エはその下端のはみ出しを判定しています。横の判定と同じく注意すべきなのは不等号にイコールが入っているので、以下ということになります。例えば定数ＴＡＴＥの値が５だとした場合、移動後のｙ座標が５以下なら移動できるということになります。
たとえば現在の位置が５で１つ下に移動したら６となります。判定はFalseになり移動処理は実行されません
今の位置が４の場合は１つ下に移動したら５となります。判定はTrueとなり移動処理が実行されます。
つまり、移動後のｙ座標 robo_ｙ + d_ｙ が 定数ＴＡＴＥ以下ならということで、 空欄エには④のＴＡＴＥが入ります。
２行目は robo_x＋d_xでX軸の移動後の値をrobo_xに代入する処理
３行目は robo_y＋d_yでY軸の移動後の値をrobo_yに代入する処理になります。
５行目は 残り回数を１減らす処理になります。
６行目は宝のＸ座標とロボットのＸ座標および宝のＹ座標とロボットのＹ座標が一致するかを判定しています、
つまり、このようにロボットと宝が重なっていることになります。
一致する場合は７行目でmessage変数に「宝を見つけた！宝探し成功！と格納します。
次に 図３の宝までの最小歩数の計算の手続き を見ていきます。
たとえば、ロボットのＸ座標を５ Ｙ座標を３
宝のＸ座標を２ Ｙ座標を５
とするとＸ座標の距離の差分は３ Ｙ座標の距離の差分は２
となり、最小距離はその二つを足し合わせた５となります。
これを擬似言語にしたものが図３になります。
１行目は
X軸の宝とロボットの距離を takara_x – robo_x で求めて sa_xに代入しています。
Ｙ軸の宝とロボットの距離を takara_y – robo_y で求めて sa_yに代入しています。
ただ 宝のＸ軸が１ ロボットが５ とした場合 １－５ でー４と負の数となってしまいます。
Ｙ軸も同じように負の数になる場合があります。
２行目、３行目はそのように負の数の場合はー１をかけて正の数にしています。
はじめから正の数の場合はー１を掛けたら負の数になってしまうので、負の数の時だけ実行する必要があります。
つまり、空欄オはＸの負の数の判定なので 選択肢⑤ のsa_x <0 となります。
空欄カはＹ軸の負の数の判定なので 選択肢⑦ の sa_y<0 となります。
次に問２の説明をしていきます。
問２は罠に関する問題になります。
ゲーム開始時にボードに隠されている罠の個数は定数 ＷＡＮＡＳＵＵに格納します。
この図の場合はＷＡＮＡＳＵＵは３になります。
そして、ロボットが罠に３回引っかかると、宝さがし失敗となります。
罠もロボットや宝と同じようにマスのＸ，Ｙ座標を保持しています。
複数個あるので配列変数使います。
Ｘ座標は 配列変数Ｗａｎａ_ｘ
Y座標は 配列変数Ｗａｎａ_yに格納します。
たとえば一つ目の罠のＸ座標を３ 、Ｙ座標を２とした場合
配列Wana_xの１番目に３
配列Wana_yの１番目に２ を格納します。
２つ目の罠のＸ座標を４ 、Ｙ座標を３とした場合
配列Wana_xの２番目に４
配列Wana_yの２番目に３ を格納します。
３つ目の罠のＸ座標を７ 、Ｙ座標を５とした場合
配列Wana_xの３番目に７
配列Wana_yの３番目に５ を格納します。
ＷＡＮＡＳＵＵ分、ゲームが始まる前に設定しておきます。
２つめの罠の座標を取り出したい場合は
Ｘ座標はWana_x[2] Y座標はWana_y[2]と指定します。
この取り出した値とロボットのいる座標とが一致したら罠に引っかかったことになります。
罠に引っかかった回数は変数missで管理します。
今話した内容をベースとして１行目から擬似言語を説明していきます。
１行目は ６行目までの処理の繰り返し処理の条件になります
変数iを１ずつ 空欄キの値になるまで繰り返すとあります。
iは 先ほど説明したWana_x およびWana_yの配列番号の指定に使われています。
どの罠に引っかかったをロボットの位置と突き合わせるために
すべての罠の位置の数分突き合わせる必要があります。
つまり罠の数が格納されている 定数WANASUU 分繰り返す必要があります。解答群の選択肢は③が該当します。
罠の位置と一致した場合の処理が３行目と４行目になります。
まず３行目でmessage変数に「罠にかかった！ダメージを受けた！」を格納します。
空欄クは 本文中にある、罠に引っかかった回数を記録する処理つまり変数missの更新処理がないのでその処理だと予想がつきます。
変数missは１ずつカウントアップしていくので miss+1した値をmissに代入しなおす、miss←miss+1の選択肢の④が該当します。
７行目は何かが３ならば ８行目のmessage変数に 「３回目だ ついに壊れて宝さがし失敗 」を代入する処理に移ります。
メッセージ文言の通り罠に引っかかったのが３回だと予想がつくので、罠に引っかかった回数が記録されている 変数ｍissが空欄クの答えになり選択肢では④が該当します。
つぎは罠探知に関する機能の説明になります。
初めに説明したように罠は初期状態では表示されていませんが、
プレイヤーは罠探知をすることで罠の有無を確認できます。
調べたい方向の矢印ボタンを押した後に、罠探知ボタンを押した場合、その指定方向のマスに罠があるかを調べ、罠があればその罠を表示状態に切り替えます。
ただ、１回の罠探知で残り操作回数が１回減ってしまいます。
罠の非表示と表示を管理する配列Wana_hyojiを準備します。
先ほどのWana_xとWana_yの配列に対応していて、i番目の罠が非表示なら０、表示なら１とします。
初期は全て非表示の０となります。
では具体的に図５の罠探知ボタンの処理を見ていきましょう
１行目から１０行目までは先ほど説明した、方向ボタンが押された後の移動ボタンが押されたときの処理になります。
１１行目以降が罠探知ボタンの処理になります。
１２行目は先ほど説明したＷＡＮＡＳＵＵ分 １７行目までの処理を繰り返します。
１３行目は今から進もうとしている座標と罠の座標が一致するかを比較し、罠がある場合は１４行目から１６行目の処理を行います。
１４行目で「罠を発見した！」という文言をmessage変数に代入します。
先ほど説明したように罠の表示処理が必要なので空欄コは罠の表示処理ということが予想がつきます。
罠の表示有無はwana_hyouzi配列に格納されていて i番目の罠が該当するので
wana_hyouzi[i]←１で 表示状態に更新します。
１８行目は空欄サの部分になります。
ここは罠数分のループを抜けて、かつ罠探知ボタンの条件文の中になります。
未だ実行していない処理が何かを本文中から探すと １回の操作で残り操作回数が１回減るというのが該当します。
よって選択肢⑦のnokori←nokori-1 が該当します。
―――
問３は問１問２の内容も含めた総合問題になります。
図６の 宝探しゲームの手続きを見ていきましょう
zyoutai変数はゲームの状態でプレイ中なら０が格納されます。
ゲーム継続中は７行目から４２行目までの処理が繰り返されます。
宝さがし成功なら１、宝探し失敗ならー１が処理のどこかで設定されループを抜けます。
まず、空欄シで宝探し成功時に 変数zyoutaiを１に変更する処理を追加する箇所を問われています。図６は今までの図３や図５などの処理が省略されているのでそれも含めてみないといけません。
宝探し成功時の処理は、図２が該当します。
そのなかで成功したかの判定は６行目で行っているので、その中の処理にzyoutai に１を設定する処理を追加するのが妥当です。
解答群の選択肢でいうと①の図２の７行目と８行目の間が該当します。
次に空欄スについては罠に３回引っかかった時に適切にゲームを終了させるために zyouta を-1にする処理の挿入箇所が問われています。
罠に３回引っかかったときに実行される処理を追うと、図４の７行目で判定しているのでその条件に当てはまった場合に実行される部分になります。
つまり選択肢でいうと④の図４の８行目と９行目の間に挿入するというのが答えになります。
次に図７の残りの操作回数の判定処理になります。
１行目でnokori回数が０かを判定し
２行目でmessage変数に「動きすぎて壊れた。宝探し失敗！」を代入しています。
空欄セの部分について
zyoutai 変数の更新処理が無いので、 ここで更新する必要があると予想がつきます。
宝さがし失敗時は―1なので
選択肢としては②のzyoutaiにー１を代入する処理になります。
いま説明した図７の処理を図６の罠マスの判定手続き直後に挿入した時に生じた問題を答えるのが空欄ソになります。
これは、宝探し成功の場合は、先ほど説明した図２の処理でzyoutai変数に１が設定されます。
図２の中でnokori回数もー１にしています。
ここでループを抜けるのではなく、図６の２９行目以降の処理も行われます。
つまり、成功した場合でも残り回数が０回の場合は、
zyoutaiに１の成功が設定されているにもかかわらず、
失敗の処理にも入ってしまい、成功のメッセージの後に「動きすぎて壊れた。宝探し失敗！」のメッセージも表示されてしまいます。
よって空欄ソの問題点としては、②の宝のマスに入ったのに、「宝探し失敗」になる場合がある になります。
それを防ぐには、宝探し成功時にはこの失敗の処理に入らないようにする必要があります。
nokori変数が０で かつ、状態が０の時にだけ実行するすべきなので
選択肢としては ⓪のかつzyoutai=0 になります。
以上で解説は終わりです。
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 令和2年度 センター試験 2020 | tkmium-note
E.V.ジュニア note 難関進学校の数学科・情報科教諭が作成～当問題をPythonで再現
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https://toppakou.com/ITWORD/
【解説重要用語】
擬似言語、変数、配列
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※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。
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