自力でLチカ5〜コードは短く読みやすく〜

2024年7月6日 2024年7月6日 nakahara_takahiro

2024年7月5日（金）は、5割ほどの出席率でした。今回も、お休みが多い日でした。先週につづき、手厚いサポートが受けられるサービスデーです。前回に引き続き、RaspberryPi Pを使って7つのLEDをプログラミングします。

18時00分～18時20分　タイピング練習
18時20分～18時35分　マウス練習
18時35分～19時50分　7つのLチカ
19時50分～20時00分　あとかたづけ

Contents

1 タイピング練習とマウス練習
2 LED7つを点灯させるサイコロプログラム制作に向けて

タイピング練習とマウス練習

タイピングの練習は、「寿司打」、マウスの練習は「ソリティア」です。

寿司打
https://sushida.net
ソリティア（クロンダイク）
https://playingcards.jp/solitaire/klondike/

いよいよ、一回のクラブ活動で出せるわたしの最高スコアをこえるメンバーが出てきました。今回のわたしの最高スコアは「10320」。メンバーの最高スコアは「11080」。

これまで1000人以上にタイピングを教えていて、はじめて超えられました。このままだと、わたしの自己ベストを超えられるのも時間の問題でしょう。くやしいけれど、超えられたときの表彰を考えておかなければ！

LED7つを点灯させるサイコロプログラム制作に向けて

しばらく、7つのLEDを光らせるプログラミングに挑戦しています。そろそろサイコロを表示するプログラムの輪郭が見えてきました。

お題を再掲します。以下のとおりです。

ブレットボードに配線する
プログラムを作成する
○●●●●●●（LEDを1つ点灯する）
○○●●●●●（1秒後にLEDを2つ点灯する）
○○○○○○○（1秒後にLEDを7つ点灯する）
●●●●●●●（1秒後にLEDをすべて消灯する）
（1秒後に最初から繰り返し）

このお題をプログラミングすると以下のコードを書いてくれました。

from machine import Pin
import time

led1 = Pin(12, Pin.OUT)
led2 = Pin(13, Pin.OUT)
led3 = Pin(14, Pin.OUT)
led4 = Pin(15, Pin.OUT)
led5 = Pin(16, Pin.OUT)
led6 = Pin(17, Pin.OUT)
led7 = Pin(18, Pin.OUT)

while True :
    led1.value(1)
    time.sleep(1)
    
    led2.value(1)
    time.sleep(1)
    
    led3.value(1)
    led4.value(1)
    led5.value(1)
    led6.value(1)
    led7.value(1)
    time.sleep(1)
    
    led1.value(0)
    led2.value(0) 
    led3.value(0)
    led4.value(0)
    led5.value(0)
    led6.value(0)
    led7.value(0)
    time.sleep(1)

プログラム初学者なら、これが書ければまずは合格といったところ。しかし、これでOKとしないところが、光都ICTクラブの厳しく、そして優れているところです。

今回は、このプログラムコードを改良していきます。

「表面上の仕様を満たしたら正解」ではない

メンバーにもさんざんぼろくそ言われたのですが、「（わたしが）はじめに示した仕様を満たしているからOKでしょ？」と、あなたも考えますか？　たしかに表面上の要求仕様は満たしています。いちおう「正解」です。

ただ、前回も指摘したとおりこのプログラムコードは以下の弱点があります。

全体に冗長で読みにくい
変更に弱い

さらに、将来的に「サイコロの目をLEDで表示したい」とはじめたプログラミングです。このコードのままでは、使いにくそうです。

プログラムは、一旦動くコードが書けたとしても、さらによいコードが書けないか考えることが重要です。うごけばいい、という考え方だけでコードを書いていると、自分コードを改良する将来のあなたや、一緒に開発をしている仲間を地獄に叩き落すことになります。

サイコロプログラムに使える形に書き換える

そのあたり、地獄の一部を見せたあとで改良プログラムを書いてもらいました。

わたしが用意したサンプルプログラムは以下です。

from machine import Pin
import utime

pin_no = [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18]
leds = [Pin(pin_no[i], Pin.OUT) for i in range(7)]

blink_pattern =[[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
               [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0],
               [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1],
               [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

def blinkLED(pattern):
    for i in range(len(pattern)):
        for j in range(7):
            leds[j].value(pattern[i][j])
        utime.sleep(1)

while True :
    blinkLED(blink_pattern)

新しく出てきた機能を列挙すると「リスト（一次元、二次元）」「二重ループ」「リスト内包表記」「関数」です。このプログラムでは、以下の特徴（改良点）があります。