『10才からはじめるプログラミング図鑑』という本がとても良い本だったので，この本で学ぶ子供，親向けに，Python のコードを写経する．詰んだ時などに参考にしてもらえたら嬉しい．

10才からはじめるプログラミング図鑑:たのしくまなぶスクラッチ&Python超入門

作者: キャロルヴォーダマン,Carol Vorderman,山崎正浩
出版社/メーカー: 創元社
発売日: 2015/10/20
メディア: 単行本
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ちなみに，表紙の見た目からは，スクラッチとPythonの入門書に見えるが，それ以外にも，

論理ゲート (pp.186-187)
プロセッサとメモリ (pp.188-189)
コンパイラとインタプリタ (p.191)
インターネットのポート (p.195)
スマートフォンのアプリの説明 (pp.206-207)
JavaScript (pp.208-211)
Raspberry Pi, Arduino (p.214)

等についてもわかりやすく書かれていて驚いた．10才のころに読みたかったし，この本から学ぶことができる子供達がとても羨ましい．もちろん，ステマではない．

では早速，写経する．

3 パイソンで遊ぼう

プロジェクト4 : ゆうれいゲーム

# p.96 ゆうれいゲーム
# Ghost Game

from random import randint
print('ゆうれいゲーム')
feeling_brave = True
score = 0
while feeling_brave:
    ghost_door = randint(1, 3)
    print('ドアが3つある。')
    print('そのうち1つのドアの向こうにゆうれいがいる。')
    print('さあ、何番のドアを開ける?')
    door = input('1、2、それとも3?')
    door_num = int(door)
    if door_num == ghost_door:
        print('ゆうれいだ!')
        feeling_brave = False
    else:
        print('ゆうれいはいなかった!')
        print('となりの部屋に入れたよ。')
        score = score + 1
print('逃げろ!')
print('ゲームオーバー! スコアは', score, 'です。')

分岐

# p.121 いくつかの処理のうち1つを選ぶ

a = int(input('a = '))
b = int(input('b = '))
op = input('たす/ひく/かける/わる:')
if op == 'たす':
    c = a + b
elif op == 'ひく':
    c = a - b
elif op == 'かける':
    c = a * b
elif op == 'わる':
    c = a / b
else:
    c = 'エラー'
print('答え = ',c)

パイソンでのくり返し

# p.122 パイソンでのくり返し

from turtle import *
forward(100)
right(120)
forward(100)
right(120)
forward(100)
right(120)

for i in range(3):
    forward(100)
    right(120)

# p.123 入れ子構造 (ネスティング)のループ

n = 3
for a in range(1, n + 1):
    for b in range(1, n + 1):
        print(b, 'x', a, '=', b * a)

関数

# p.130 関数の作り方とよび出し方

def greeting():
    print('こんにちは!')

greeting()

# p.131 関数にデータをわたす

def height(m, cm):
    total = (100 * m) + cm
    print(total, 'センチの高さだね')

height(1,45)

# p.131 関数からデータを返す

def num_input(prompt):
    typed = input(prompt)
    num = int(typed)
    return num

a = num_input('a を入力して下さい')
b = num_input('b を入力して下さい')
print('a + b =', a + b)

プロジェクト5 : 自動作文マシン

# pp.132-133 自動作文マシン

# 文章を自動的に作る
name = ['タカシが', 'ニュートンが', 'パスカルが']
noun = ['ライオンを', '自転車を', '飛行機を']
verb = ['買う', '乗り回す', 'たたく']

from random import randint
def pick(words):
    num_words = len(words)
    num_picked = randint(0, num_words - 1)
    word_picked = words[num_picked]
    return word_picked

print(pick(name), pick(noun), pick(verb), end='。\n')

#  文章を作り続ける
while True:
    print(pick(name), pick(noun), pick(verb), end='。\n')
    input()

プロジェクト6 : 作図マシン

# p.140

from turtle import *
reset()
left(90)
forward(100)
right(45)
forward(70)
right(90)
forward(70)
right(45)
forward(100)
right(90)
forward(100)

関数「turtle_controller」

# p.142 

from turtle import *
def turtle_controller(do, val):
    do = do.upper()
    if do == 'F':
        forward(val)
    elif do == 'B':
        backward(val)
    elif do == 'R':
        right(val)
    elif do == 'L':
        left(val)
    elif do == 'U':
        penup()
    elif do == 'D':
        pendown()
    elif do == 'N':
        reset()
    else:
        print('不明な命令がありました')

turtle_controller('F' , 100)
turtle_controller('R' , 90)
turtle_controller('F' , 50)

関数「string_artist」を作る

# p.144

program = 'N-L90-F100-R45-F70-R90-F70-R45-F100-R90-F100'
cmd_list = program.split('-')
cmd_list

次のソースコードを142ページのソースコードの下に続けて書こう．

def string_artist(program):
    cmd_list = program.split('-')
    for command in cmd_list:
        cmd_len = len(command)
        if cmd_len == 0:
            continue
        cmd_type = command[0]
        num = 0
        if cmd_len > 1:
            num_string = command[1:]
            num = int(num_string)
        print(command, ':', cmd_type, num)
        turtle_controller(cmd_type, num)

# p.145

string_artist('N-L90-F100-R45-F70-R90-F70-R45-F100-R90-F100')

ユーザー用の入力画面を作る

次のソースコードは、ユーザーが作図命令を入力するポップアップウィンドウを作るためのものだ．「while True」ループでユーザーの入力を待ち続けるんだ．142ページと144ページのソースコードに続けて入力してね．

# p.146

instructions = '''タートルへの指示を入力して下さい:
例　F100-R45-U-F100-L45-D-F100-R90-B50
N = 新しくかき始める
U/D = ペンを下げる / 上げる
F100 = 前方へ100歩進む
B50 = 後方へ50歩進む
R90 = 右へ90度回転する
L45 = 左へ45度回転する'''
screen = getscreen()
while True:
    t_program = screen.textinput('作図マシン', instructions)
    print(t_program)
    if t_program == None or t_program.upper() == 'END':
        break
    string_artist(t_program)

p.147

N-L90-F100-R45-F70-R90-F70-R45-F100-R90-F100- B10-U-R90-F10-D-F30-R90-F30-R90-F30-R90-F3

ちなみに，プロジェクト6 : 作図マシンのコードを続けて書くと

# p.142 関数「turtle_controller」
from turtle import *
def turtle_controller(do, val):
    do = do.upper()
    if do == 'F':
        forward(val)
    elif do == 'B':
        backward(val)
    elif do == 'R':
        right(val)
    elif do == 'L':
        left(val)
    elif do == 'U':
        penup()
    elif do == 'D':
        pendown()
    elif do == 'N':
        reset()
    else:
        print('不明な命令がありました')

# p.144 関数「string_artist」を作る
def string_artist(program):
    cmd_list = program.split('-')
    for command in cmd_list:
        cmd_len = len(command)
        if cmd_len == 0:
            continue
        cmd_type = command[0]
        num = 0
        if cmd_len > 1:
            num_string = command[1:]
            num = int(num_string)
        print(command, ':', cmd_type, num)
        turtle_controller(cmd_type, num)

# p.146 ユーザー用の入力画面を作る
instructions = '''タートルへの指示を入力して下さい:
例　F100-R45-U-F100-L45-D-F100-R90-B50
N = 新しくかき始める
U/D = ペンを下げる / 上げる
F100 = 前方へ100歩進む
B50 = 後方へ50歩進む
R90 = 右へ90度回転する
L45 = 左へ45度回転する'''
screen = getscreen()
while True:
    t_program = screen.textinput('作図マシン', instructions)
    print(t_program)
    if t_program == None or t_program.upper() == 'END':
        break
    string_artist(t_program)

バグとデバッグ

# p.148

top_num = 5
total = 0
for n in range(top_num):
    total = total + n
print('1から', top_num, 'までの合計は', total)

# p.149

top_num = 5
total = 0
for n in range(top_num):
    total = total + n
    print('デバッグ: n=', n, 'total=', total)
    input()
print('1から', top_num, 'までの合計は', total)

# p.149

top_num = 5
total = 0
for n in range(1, top_num + 1):
    total = total + n
    print('デバッグ: n=', n, 'total=', total)
    input()
print('1から', top_num, 'までの合計は', total)

ウィンドウを作る

# p.154　かんたんなウィンドウ

from tkinter import *
window = Tk()

# p.154　ウィンドウにボタンを足す

from tkinter import *
def bAaction():
    print('ありがとう!')
def bBaction():
    print('いたい!ひどいじゃないか!')
window = Tk()
buttonA = Button(window, text='押して!', command=bAaction)
buttonB = Button(window, text='押さないでよ!', command=bBaction)
buttonA.pack()
buttonB.pack()

# p.155　サイコロをふる

from tkinter import *
from random import randint
def roll():
    text.delete(0.0, END)
    text.insert(END, str(randint(1, 6)))
window = Tk()
text = Text(window, width=1, height=1)
buttonA = Button(window, text='ここを押してサイコロをふろう', command=roll)
text.pack()
buttonA.pack()

色と座標

# p.156

from tkinter import *
t = Tk()
colorchooser.askcolor() # なぜか動かなかった

# p.157
from random import *
from tkinter import *
size = 500
window = Tk()
canvas = Canvas(window, width=size, height=size)
canvas.pack()
while True:
    col = choice(['pink', 'orange', 'purple', 'yellow'])
    x0 = randint(0, size)
    y0 = randint(0, size)
    d = randint(0, size/5)
    canvas.create_oval(x0, y0, x0 + d, y0 + d,  fill=col)
    window.update()

図形をかく

# p.158 基本的な図形をかく

>>> from tkinter import *
>>> window = Tk()
>>> drawing = Canvas(window, height=500, width=500)
>>> drawing.pack()
>>> rect1 = drawing.create_rectangle(100, 100, 300, 200)
>>> square1 = drawing.create_rectangle(30, 30, 80, 80)
>>> oval1 = drawing.create_oval(100, 100, 300, 200)
>>> circle1 = drawing.create_oval(30, 30, 80, 80)

# p.158 座標を使ってかく

>>> drawing.create_rectangle(50, 50, 250, 350)
# p.159 図形に色をつける

>>> drawing.create_oval(30, 30, 80, 80, outline='red', fill='blue')

# p.159 エイリアンをかこう

from tkinter import *
window = Tk()
window.title('エイリアン')
c = Canvas(window, height=300, width=400)
c.pack()
body = c.create_oval(100, 150, 300, 250, fill='green')
eye = c.create_oval(170, 70, 230, 130, fill='white')
eyeball = c.create_oval(190, 90, 210, 110, fill='black')
mouth = c.create_oval(150, 220, 250, 240, fill='red')
neck = c.create_oval(200, 150, 200, 130)
hat = c.create_polygon(180, 75, 220, 75, 200, 20, fill='blue')

グラフィックスを変化させる

# p.160 図形を動かす
>>> c.move(eyeball, -10,0)
>>> c.move(eyeball, 10,0)

p.159 のソースコードに続けて入力してね．

# 色を変えてみる
def mouth_open():
    c.itemconfig(mouth, fill='black')
def mouth_close():
    c.itemconfig(mouth, fill='red')

>>> mouth_open()
>>> mouth_close()

p.160 のソースコードに続けて入力してね．

# p.161 図形をかくす
def blink():
    c.itemconfig(eye, fill='green')
    c.itemconfig(eyeball, state=HIDDEN)
def unblink():
    c.itemconfig(eye, fill='white')
    c.itemconfig(eyeball, state=NORMAL)

>>> blink()
>>> unblink()

# p.161 しゃべらせる
words = c.create_text(200, 280, text='私はエイリアンだ!')
def steal_hat():
    c.itemconfig(hat, state=HIDDEN)
    c.itemconfig(words, text='ぼうしをかえしてよ!')

>>> steal_hat()

イベントに反応する

# p.162 マウスのイベント

window.attributes('-topmost', 1)
def burp(event):
    mouth_open()
    c.itemconfig(words, text='げっぷ!')
c.bind_all('<Button-1>', burp)

# p.163 キーボードのイベント

def blink2(event):
    c.itemconfig(eye, fill='green')
    c.itemconfig(eyeball, state=HIDDEN)
def unblink2(event):
    c.itemconfig(eye, fill='white')
    c.itemconfig(eyeball, state=NORMAL)
c.bind_all('<KeyPress-a>', blink2)
c.bind_all('<KeyPress-z>', unblink2)

# p.163 キーの操作で動かす

def eye_control(event):
    key = event.keysym
    if key == "Up":
        c.move(eyeball, 0, -1)
    elif key == "Down":
        c.move(eyeball, 0, 1)
    elif key == "Left":
        c.move(eyeball, -1, 0)
    elif key == "Right":
        c.move(eyeball, 1, 0)
c.bind_all('<Key>', eye_control)

プロジェクト6 : せん水かんゲーム

# p.165 ウィンドウとせん水かんを作る

from tkinter import *
HEIGHT = 500
WIDTH = 800
window = Tk()
window.title('せん水かんゲーム')
c = Canvas(window, width=WIDTH, height=HEIGHT, bg='darkblue')
c.pack()

ship_id = c.create_polygon(5, 5, 5, 25, 30, 15, fill='red')
ship_id2 = c.create_oval(0, 0, 30, 30, outline='red')
SHIP_R = 15
MID_X = WIDTH / 2
MID_Y = HEIGHT / 2
c.move(ship_id, MID_X, MID_Y)
c.move(ship_id2, MID_X, MID_Y)

# p.166 せん水かんを動かす

SHIP_SPD = 10
def move_ship(event):
    if event.keysym == 'Up':
        c.move(ship_id, 0, -SHIP_SPD)
        c.move(ship_id2, 0, -SHIP_SPD)
    elif event.keysym == 'Down':
        c.move(ship_id, 0, SHIP_SPD)
        c.move(ship_id2, 0, SHIP_SPD)
    elif event.keysym == 'Left':
        c.move(ship_id, -SHIP_SPD, 0)
        c.move(ship_id2, -SHIP_SPD, 0)
    elif event.keysym == 'Right':
        c.move(ship_id, SHIP_SPD, 0)
        c.move(ship_id2, SHIP_SPD, 0)
c.bind_all('<Key>', move_ship)

# p.167 「あわ」を用意する

from random import randint
bub_id = list()
bub_r = list()
bub_speed = list()
MIN_BUB_R = 10
MAX_BUB_R = 30
MAX_BUB_SPD = 10
GAP = 100
def create_bubble():
    x = WIDTH + GAP
    y = randint(0, HEIGHT)
    r = randint(MIN_BUB_R, MAX_BUB_R)
    id1 = c.create_oval(x - r, y - r, x + r, y + r, outline='white')
    bub_id.append(id1)
    bub_r.append(r)
    bub_speed.append(randint(1, MAX_BUB_SPD))

# p.168 あわを動かす

def move_bubbles():
    for i in range(len(bub_id)):
        c.move(bub_id[i], -bub_speed[i], 0)

from time import sleep, time
BUB_CHANCE = 10
# メインのループ
while True:
    if randint(1, BUB_CHANCE) == 1:
        create_bubble()
    move_bubbles()
    window.update()
    sleep(0.01)

def get_coords(id_num):
    pos = c.coords(id_num)
    x = (pos[0] + pos[2])/2
    y = (pos[1] + pos[3])/2
    return x, y

# p.169 あわをわる方法

def del_bubble(i):
    del bub_r[i]
    del bub_speed[i]
    c.delete(bub_id[i])
    del bub_id[i]

def clean_up_bubs():
    for i in range(len(bub_id) -1, -1, -1):
        x, y = get_coords(bub_id[i])
        if x < -GAP:
            del_bubble(i)

10 のコードは省略しました．

# p.170 2つの点の間の距離をはかる

from math import sqrt
def distance(id1, id2):
    x1, y1 = get_coords(id1)
    x2, y2 = get_coords(id2)
    return sqrt((x2 - x1)**2 + (y2 - y1)**2)

# あわをわる

def collision():
    points = 0
    for bub in range(len(bub_id)-1, -1, -1):
        if distance(ship_id2, bub_id[bub]) < (SHIP_R + bub_r[bub]):
            points += (bub_r[bub] + bub_speed[bub])
            del_bubble(bub)
    return points

13 のコードは省略しました．

# p.172 ゲームを完成させる

c.create_text(50, 30, text='タイム', fill='white' )
c.create_text(150, 30, text='スコア', fill='white' )
time_text = c.create_text(50, 50, fill= 'white' )
score_text = c.create_text(150, 50, fill='white')
def show_score(score):
    c.itemconfig(score_text, text=str(score))
def show_time(time_left):
    c.itemconfig(time_text, text=str(time_left))

from time import sleep, time
BUB_CHANCE = 10
TIME_LIMIT = 30 # P.172
BONUS_SCORE = 1000 # P.172
score = 0 # p.171
bonus = 0 # P.172
end = time() + TIME_LIMIT  # P.172

# p.173

# メインのループ
while time() < end: # P.173
    if randint(1, BUB_CHANCE) == 1:
        create_bubble()
    move_bubbles()
    clean_up_bubs()  # p.169
    score += collision()  # p.171
    if (int(score / BONUS_SCORE)) > bonus:  # p.173
        bonus += 1  # p.173
        end += TIME_LIMIT  # p.173
    show_score(score)  # p.173
    show_time(int(end - time()))  # p.173
    window.update()
    sleep(0.01)

# p.173
c.create_text(MID_X, MID_Y, \
    text='ゲームオーバー', fill='white', font=('Helvetica', 30))
c.create_text(MID_X, MID_Y + 30, \
              text='スコア'+ str(score),  fill='white')
c.create_text(MID_X, MID_Y + 45,
              text='ボーナスタイム' + str(bonus*TIME_LIMIT),  fill='white')

これで完成です．下記は完成したプログラムです．

# p.165 ウィンドウとせん水かんを作る

from tkinter import *
HEIGHT = 500
WIDTH = 800
window = Tk()
window.title('せん水かんゲーム')
c = Canvas(window, width=WIDTH, height=HEIGHT, bg='darkblue')
c.pack()

ship_id = c.create_polygon(5, 5, 5, 25, 30, 15, fill='red')
ship_id2 = c.create_oval(0, 0, 30, 30, outline='red')
SHIP_R = 15
MID_X = WIDTH / 2
MID_Y = HEIGHT / 2
c.move(ship_id, MID_X, MID_Y)
c.move(ship_id2, MID_X, MID_Y)

# p.166 せん水かんを動かす

SHIP_SPD = 10
def move_ship(event):
    if event.keysym == 'Up':
        c.move(ship_id, 0, -SHIP_SPD)
        c.move(ship_id2, 0, -SHIP_SPD)
    elif event.keysym == 'Down':
        c.move(ship_id, 0, SHIP_SPD)
        c.move(ship_id2, 0, SHIP_SPD)
    elif event.keysym == 'Left':
        c.move(ship_id, -SHIP_SPD, 0)
        c.move(ship_id2, -SHIP_SPD, 0)
    elif event.keysym == 'Right':
        c.move(ship_id, SHIP_SPD, 0)
        c.move(ship_id2, SHIP_SPD, 0)
c.bind_all('<Key>', move_ship)

# p.167 「あわ」を用意する

from random import randint
bub_id = list()
bub_r = list()
bub_speed = list()
MIN_BUB_R = 10
MAX_BUB_R = 30
MAX_BUB_SPD = 10
GAP = 100
def create_bubble():
    x = WIDTH + GAP
    y = randint(0, HEIGHT)
    r = randint(MIN_BUB_R, MAX_BUB_R)
    id1 = c.create_oval(x - r, y - r, x + r, y + r, outline='white')
    bub_id.append(id1)
    bub_r.append(r)
    bub_speed.append(randint(1, MAX_BUB_SPD))

def get_coords(id_num):
    pos = c.coords(id_num)
    x = (pos[0] + pos[2])/2
    y = (pos[1] + pos[3])/2
    return x, y

# あわを動かす
def move_bubbles():
    for i in range(len(bub_id)):
        c.move(bub_id[i], -bub_speed[i], 0)

# p.169 あわをわる方法

def del_bubble(i):
    del bub_r[i]
    del bub_speed[i]
    c.delete(bub_id[i])
    del bub_id[i]

def clean_up_bubs():
    for i in range(len(bub_id) -1, -1, -1):
        x, y = get_coords(bub_id[i])
        if x < -GAP:
            del_bubble(i)

# p.170 2つの点の間の距離をはかる

from math import sqrt
def distance(id1, id2):
    x1, y1 = get_coords(id1)
    x2, y2 = get_coords(id2)
    return sqrt((x2 - x1)**2 + (y2 - y1)**2)

# あわをわる

def collision():
    points = 0
    for bub in range(len(bub_id)-1, -1, -1):
        if distance(ship_id2, bub_id[bub]) < (SHIP_R + bub_r[bub]):
            points += (bub_r[bub] + bub_speed[bub])
            del_bubble(bub)
    return points

# p.172 ゲームを完成させる

c.create_text(50, 30, text='タイム', fill='white' )
c.create_text(150, 30, text='スコア', fill='white' )
time_text = c.create_text(50, 50, fill= 'white' )
score_text = c.create_text(150, 50, fill='white')
def show_score(score):
    c.itemconfig(score_text, text=str(score))
def show_time(time_left):
    c.itemconfig(time_text, text=str(time_left))

from time import sleep, time
BUB_CHANCE = 10
TIME_LIMIT = 30 # P.172
BONUS_SCORE = 1000 # P.172
score = 0 # p.171
bonus = 0 # P.172
end = time() + TIME_LIMIT  # P.172
# メインのループ
while time() < end: # P.173
    if randint(1, BUB_CHANCE) == 1:
        create_bubble()
    move_bubbles()
    clean_up_bubs()  # p.169
    score += collision()  # p.171
    if (int(score / BONUS_SCORE)) > bonus:  # p.173
        bonus += 1  # p.173
        end += TIME_LIMIT  # p.173
    show_score(score)  # p.173
    show_time(int(end - time()))  # p.173
    window.update()
    sleep(0.01)

# p.173
c.create_text(MID_X, MID_Y, \
    text='ゲームオーバー', fill='white', font=('Helvetica', 30))
c.create_text(MID_X, MID_Y + 30, \
              text='スコア'+ str(score),  fill='white')
c.create_text(MID_X, MID_Y + 45,
              text='ボーナスタイム' + str(bonus*TIME_LIMIT),  fill='white')

5 現実の世界でのプログラミング

JavaScriptを使う

// p.210 ユーザーに入力してもらう

<script>
var name = prompt("名前を入れてね ");
var greeting = "こんにちは" + name + "!";
document.write(greeting);
alert("Hello World!");
</script>

// p.211 イベント

<button onclick="tonguetwist()">さあ言ってみよう!</button>
<script>
 function tonguetwist()
 {
  document.write("なまむぎなまごめなまたまご");  
 }
</script>

// p.211 JavaScript でのループ

<script>
for  (var x=0; x<6; x++)
{
 document.write("ループ回数: "+x+"<br>");
}
</script>