共通テスト 情報（国立大学入試必須）過去問解説 難易度：やや難 情報関係基礎 2022年プログラミング問題（第３問）
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２０２２年 令和４年 情報関係基礎 大問３ あみだくじのプログラミング問題の解説をしていきます。
プログラミング問題は自分自身で解きながら悩むことで力がついていきます。
逆に、解説だけを見て理解したつもりではいつまでたっても力はついてきません。
この解説動画を見る前に必ず自分なりの答えを出してから動画を見てください。
今回、はじめて関数の中身を定義する問題が出題されています。
２０２５年から実施予定の情報の共通テストを意識したものと考えています。
読解が難しい部分があり、ペース配分を考えて２０分で解き終えるには、やや難易度が高い問題だと考えています。
問題自体は、読解力、トレース力、思考力総合的に試されているので良い問題です。
――――
それでは解説を始めていきます。
Kさんは、あみだくじを表示するプログラムを作ろうと考えています。
どの文字も同じ幅で表示されることを仮定して、
記号の縦棒、縦と右横棒を組み合わせたもの、縦と左横棒を組み合わせたもの と 改行を組み合わせてあみだくじを作成します。
例えば、この図１のような縦線が３本 横線が４本であるあみだくじの例で考えていきます。
１行１列目は縦棒、１行２列目は縦右横棒、１行３列目は縦左横棒 で２行目を表示するために、改行します。
２行１列目は縦右横棒、２行２列目は縦左横棒、２行３列目は縦棒 で３行目を表示するために改行します。
同様の手順で４行目まで表示します。
横棒同士をつなげるためには、縦右横棒の次は必ず縦左横棒が来ます。
また、プログラムを簡単にするために、１つの行にはちょうど１本だけ横線があるとしています。
問１ あみだくじを表示するプログラムの作成
それでは、問１から解説をしていきます。
問１はあみだくじを表示するプログラムの作成になります。
まず、変数の説明からです。
まず、変数tateは縦線の本数を代入します。
変数yokoは横線の本数になります。
配列Yokosenは横線の位置情報を整数で代入します。
本文の表現で、
『配列の要素Yokosen[y]がｘであることは、上からｙ番目の横線が左からｘ番目の縦線とｘ＋１番目の縦線を結ぶことを表す』
とありますが、この部分が変数の文字だらけで意味が分からなくてつまづく方も多いと思います。
図１のあみだくじを例に具体的な数値を当てはめて説明していきます。
まず、変数tateは縦棒の本数なので、図１では全部で３本縦線がありますので、３が代入されます。
変数yokoは横線の本数で、図１では全部で４本あるので、４が代入されます。
配列Yokosenについて、１行に１つだけ横線があるという条件があるので、
配列の要素番号が行番号と一致します。
Yokosen[1]は１行目という意味なります。
例えば、１行目の場合、２番目に縦右横棒の記号があるので、Yokosen[1]には２が代入されます。
縦右横棒のとなりは、必ず縦左横棒の記号になるので、はじめの縦右横棒の位置を定義しておけば、その右隣、つまり列番号＋１した位置が対応する横線の位置となります。
先ほどの本文の表現にこの１行２列目の場合の具体的な値を当てはめると、
『配列の要素Yokosen[1]が2であることは、上から1番目(つまり1行目)の横線が左から２番目の縦線と２＋１番目（右隣り）の縦線を結ぶことを表す』ということになります。
２行目の始めの横線は１列目にあるので、Yokosen[2]に１を代入します。
３行目の始めの横線は２列目にあるので、Yokosen[3]に2を代入します。
４行目の始めの横線は１列目にあるので、Yokosen[4]に１を代入します。
今説明した内容が空欄ア、イ、ウと一致しますので、穴埋めして読んでいきます。
―――
この内容を あみだくじを表示する手続きとして示したのが図２になります。
図１のあみだくじの例で、変数に値を入れながら処理を追っていきます。
１行目は繰り返し処理で１４行目の最終行までかかっています。
yを１からyokoまで１ずつ増やしながら、yokoは横線の本数で今回は４が代入されています。横棒は各行に１つという条件があるので、yが１の時は１行目の処理、ｙが２の時は２行目の処理という意味になります。
初回なのでｙに１が代入されます。
２行目でｘに１が代入されます。
３行目は繰り返し条件で１２行目までかかっています。
変数tateは縦線の本数なので今回は３が代入されます。
つまり１列目から３列目までの繰り返し処理になります。
４行目は条件判定で、真の場合に実行される５行目６行目を見ると横線の表示処理だということが分かります。
つまり、横線を引く条件が空欄エということになります。
横線の位置は先ほど説明したようにYokosenに格納されています。
１行目の場合は Yokosen[1]に格納されています。
今判定している列番号とYokosen配列に格納されている列番号が一致すれば横線を引くことになります。
これを変数で表すと、今プログラムで判定している行番号は変数ｙが対応しているので、Yokosen[y]で、判定している行に対する横線の位置を取り出すことができます。
今判定している列の位置は変数ｘに格納されているので それと一致すれば横線を引くことができます。
よって、空欄エは④のYokosen[y]=xになります。
初回についてYokosen[1]は２で ｘは１ なので False 偽 で９行目の処理に入ります。
縦線を改行無しで表示します。
ｘ＋１で、ｘに２が代入されます。
３行目に戻って、ｘは２ tateは3なので ｘはtate以下なのでループを継続します。
４行目の判定でYokosen[1]は２で ｘは2で一致するのでTrueとなり５行目６行目の横線表示処理で横線を表示します。
空欄オは 縦の判定位置をずらす処理になります。１０行目ではｘに＋１しましたが、今回は６行目で次の列の表示処理はすでに行っているので、１つ飛ばす必要があります。
今いる位置ｘに＋２する必要があります。
よって空欄オの答えは②のｘ←ｘ＋２になります。
処理を続けていきます。
２＋２でｘに４が代入されます
３行目にもどり、ｘは４ tateは３なので ループの継続条件に当てはまらないので１３行目の改行表示に移ります。
親ループの１行目に戻りｙを１増やして２にして２行目の処理に入ります。
２行目でｘに１が代入されます。
１は３以下なので ４行目の処理に入ります。
Yokosen配列の２番目は１が格納されている、つまり２行目の横線の位置は１列めなので、今判定しているｘの値と一致し５行目６行目の横線表示処理が行われます。
ｘをプラス２して３がｘに代入されます。
３行目のループの継続条件は３は３以下でＴｒｕｅなので４行目の判定に入ります。
Yokosen配列の横線の位置と今いる列の位置は一致しないので、９行目の縦線の表示処理を行います。
１０行目でｘに＋１してｘが４になります。
３行目に戻ってループの継続条件を満たさないので１３行目で改行を行い次の行の判定に移ります。
３行目４行目も同じ要領で実施すると、出力結果にあるあみだくじが表示されます。
過去問題ベースなら、あみだくじを二次元配列に入れるのが王道だと思いますが、
今回は一次元配列で横線の位置を持つという方式でした。
自分ならこのようにしないと思う人も多いと思いますが、
人の書いたプログラムを素直に素早く紐解く能力が求められていますので、
こういう方法もあるんだという考えのもと問題を解いて行きましょう。
――――
問２ あみだくじを引いた結果を求めるプログラム
次に問２の解説をしていきます。
問２は問１で作成したあみだくじを引いた結果を求めるプログラムになります。
まず、あみだくじの縦線のそれぞれの上端にコマを置きます。
コマを区別するため、それぞれのコマに番号を付けておきます。
全てのコマを同時に縦線に沿って下に移動していきます。
横線に当たったら、横線をつなぐ２つの縦線の上にあるコマを入れ替えます。
まず、２と３のコマを入れ替えます。
つぎに１と３のコマを入れ替えます。
次に１と２のコマを入れ替えます。
そして３と２のコマを入れ替えます。
この例では最終的に並びは２、３、１となります。
――
追加になる変数の説明をしていきます。
コマの番号を順番に格納した配列Komaが追加になります。
Komaには最初、あみだくじの上端に置くコマの番号が左から順に格納されます。
今回の場合は１２３の順で格納されます。
これより、配列Komaの要素数とあみだくじの縦線の本数は等しいことが言えます。
プログラム実行後は２３１の順で格納されます。
関数も追加になっていますが、実際に擬似言語プログラムを追いながら説明していきます。
プログラムの実行結果は、図４のようにはじめにコマの番号を表示
つぎにあみだくじを表示、最後にあみだくじの結果としてのコマの番号が表示されます。
数値を当てはめながら実際にプログラムを追っていきます。
図５はあみだくじの結果を求める手続きになります。
１行目は 配列を表示するの関数を呼び出しています。引数にはKoma配列を受け渡しています。
配列を表示するの関数は 図６になります。
２行目jを１から要素数（Koma）まで１ずつ増やしながら４行目までの処理を繰り返します。
要素数関数は受け渡された配列の要素数を返却する関数なので、今回配列Komaの要素数は３なので １から３まで３回ループすることになります。
３行目は表示処理で、Ｋｏｍａ配列に格納されたコマの番号を表示します。
ｊに格納されている値が、要素番号の指定に使えるので、空欄ケは ⑦のKoma[j]が入ります。
ループを３回繰り返したあとの出力結果は、配列の中身の１２３が表示され、改行します。
――
配列を表示するの処理が終わったので
図５の２行目の あみだくじを表示するの関数を実行します。
呼び出し先のあみだくじを表示するの関数は図７が該当します。
引数が３つあって、第一引数が空欄カになっています。
呼び出し先の図７を見ると、第一引数はtateという変数になります。
先ほどの問１より、縦線の数になりますが、縦線自体を表す変数については選択肢にありません。
本文を読むと配列Komaの要素数とあみだくじの縦線の本数は等しいとあるので、
配列Komaの要素数を縦線の本数として受け渡せばよいということが分かります。
よって空欄カは、選択肢⑤の要素数(Koma)になります。
あみだくじの表示処理については、先ほどの問１で説明済なので割愛します。
この図７の関数の処理内でこのようにあみだくじが表示されます。
――――――――
次に図５の３行目の処理に入ります。
横線があったら隣り合うコマの配列の順序を入れ替える処理になります。
空欄キ、クがありますが、先に正解の方を表示させておきます。
実際に数値を当てはめて、動きを確認していきます。
３行目はｙを１から要素数(Yokosen)まで１ずつ増やしながらとあるので 配列Yokosenの要素数は4なので １から４まで４回繰り返します。
４行目は 横線の左側に存在するコマの番号を取得し変数ｔに代入しています。
yが１つまりYokosen[1]は１行目の横線の位置を返却するので２が取得できます。
Ｋｏｍａ[2]となり、取得できるコマ番号は２となり、それをｔに代入します。
つまり変数ｔには横線の左側にいるコマの番号が格納されます。
先ほどの例で言うと、右隣りにある３のコマと入れ替えます。
Yokosen[y]+1では今回は２＋１で３になります。その位置にあるコマの番号を取り出すため、Koma[Yokosen[y]+1] はKoma[3]となり、コマ番号の３が取り出されます。
それを、左のコマの位置に移動するため
Koma[Yokosen[y]]に上書きします。
左側にあったコマ番号は変数ｔに入っているので
右側のコマがあった位置に上書きするため
Koma[Yokosen[y]+1]←ｔとしています。
実際の数値を当てはめると
Koma[3]←２ なのでＫｏｍａ配列の３番目にコマ番号の２が代入されます。
これで一番目の横線上にあるコマ番号２と３が入れ替わりました。
今度はｙを２にしてループを継続します。２行目のコマ番号１と３の入れ替え処理になります。
４行目で、Yokosen配列の２番目は１なので、横線の左側に存在するコマ番号１を変数ｔに代入します。入れ替えの為の一時退避になります。
５行目の処理でコマ番号３のコマを左側に移動します。
つまり左側のコマがあるKoma配列の要素番号１にコマ番号３を上書きます。
６行目の処理で一時退避した、もともと左側にあったコマ番号１番を、もともとコマ番号３があったＫｏｍａ配列の要素番号２に上書きします。
３番目の横線、４番目の横線も同じ要領で入れ替え処理を行い
最後にＫｏｍａ配列の中身を表示すると
２３１が表示されます。
――――
問３ 並べ替えあみだくじプログラミング
続いて問３の解説をしていきます。
問３は配列Ｋｏｍａの隣り合う要素の大小関係が逆転している時に、昇順に並べ替えるあみだくじの処理になります。
前提として配列Yokosenは十分な大きさを持ち０で初期化されています。
すでにプログラムは完成していて、配列Ｋｏｍａの値が５，２，４，３，１が与えられた場合のシミュレーション力・トレース力を問われています。
実際に数値を当てはめながら処理を追っていきます。
９行目直後における各変数の値が解答に必要になるので、それも確認しながらトレースして言います。
１行目で、現状のKoma配列の並び順を表示します。
２行目で変数yokoに０を代入します。
３行目はループ条件で１１行目までかかっています。
配列Komaの要素数―１は５―１で４になりますので
pを１から４まで１ずつ増やしながらループを行います。
まずｐに１が代入されます。
４行目が子ループの条件で１０行目までかかっています。
Komaの要素数―ｐは５－１で４になります。
つまりｑを１から４まで１ずつ増やしながらループしていきます。
まずｑに１が代入されます。
５行目でＫｏｍａ配列の１番目と２番目を比較します。
５＞２は真となるので ６行目の入れ替え処理を行います。
７行目で変数yokoをプラス１した値である１をyokoに上書きします。
Yokosen配列の１番目にｑの値である１を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに２を代入します。
５行目でKoma配列の２番目と３番目を比較します。
５＞４は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
７行目で変数yokoにプラス1した２をyokoに代入します。
Yokosen配列の２番目にｑの値である２を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに３を代入します。
５行目でKoma配列の３番目と４番目を比較します。
５＞３は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
７行目で変数yokoにプラス1した３をyokoに代入します。
Yokosen配列の３番目に３を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに４を代入します。
５行目でKoma配列の４番目と５番目を比較します。
５＞１は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
ここで一番大きい数の５が右端になったので、５の位置は確定します。
７行目で変数yokoにプラス1した４をyokoに代入します。
Yokosen配列の４番目に４を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
子ループの終了条件に達したので ３行目の親ループに戻りｐに２をします。
４行目の子ループはｑを１から３まで繰り返していきます。ｑに１を代入します。
５行目でKoma配列の１番目と２番目を比較します。
２＞４は偽なので、次のループの処理を行います。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに２を代入します。
５行目でKoma配列の２番目と３番目を比較します。
４＞３は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
７行目で変数yokoにプラス1した５をyokoに代入します。
Yokosen配列の５番目に２を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに３を代入します。
５行目でKoma配列の３番目と４番目を比較します。
４＞１は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
ここで２番目に大きい４の位置が確定します。
７行目で変数yokoにプラス1した６をyokoに代入します。
Yokosen配列の６番目に３を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
子ループの終了条件に達したので ３行目の親ループに戻りｐに３をします。
４行目の子ループはｑを１から２まで繰り返していきます。ｑに１を代入します。
５行目でKoma配列の１番目と２番目を比較します。
２＞３は偽なので、次のループの処理を行います。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
４行目に戻って、ｑに２を代入します。
５行目でKoma配列の２番目と３番目を比較します。
３＞１は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
ここで３番目に大きい３の位置が確定します。
７行目で変数yokoにプラス1した７をyokoに代入します。
Yokosen配列の７番目に２を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
子ループの終了条件に達したので ３行目の親ループに戻りｐに４を代入します。
４行目の子ループはｑを１から１まで１回だけ繰り返します。ｑに１を代入します。
５行目でKoma配列の１番目と２番目を比較します。
２＞１は真なので、６行目の処理で入れ替えを行います。
ここでKoma配列のすべての並べ替えが完了します。
７行目で変数yokoにプラス1した８をyokoに代入します。
Yokosen配列の８番目に１を代入します。
ここでの各変数の状態を取得しておきます。
子ループ、親ループ共に終了条件になったので
１２行目であみだくじを表示し
１３行目で並べ替え後の配列を表示して処理を終了します。
今の結果を元に空欄部分を埋めていきます。
空欄コからスはKoma配列の中身で２、１、０、０の選択肢の順になります。
空欄セからテは、Yokosen配列の要素が横線の位置と合致します。
配列の１番目が１行目と一致するので、配列を縦にして照らし合わせると
２，３，４，２，３，２が空欄部分の答えになります。
最後に空欄トの部分を見ていきます。
先ほどシミュレーションの通り
子ループが全部完了したら
大きい数字は右端に追いやられ
右端から順次Komaの値が確定するので、確定した部分の判定は再度行う必要はありません。
ｐ番目に大きな値の位置を決めている処理は、先ほどシミュレーションしたように４行目～１０行目の処理になるので選択肢としては①が該当します。
２０分で解くには難易度が高い問題ですが、トレース力を鍛え、時間を計って解くスピードも上げていきましょう。
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】
情報関係基礎 : 問題 : 大学入学共通テスト : 大学入試2022 : 大学入試 問題と解答 : 読売新聞オンライン
https://www.yomiuri.co.jp/nyushi/kyotsu/mondai/mondai/1337385_4948
過去のデータ｜大学入試センター (dnc.ac.jp)
https://www.dnc.ac.jp/kyotsu/kako_shiken_jouhou/index.html
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
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