RubyでFizzBuzz問題を解いて上司に対抗しよう!

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RubyでFizzBuzz問題を解いて上司に対抗しよう! : melborne.github.com

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FizzBuzz問題は有名だから
少しプログラムをかじったことがあれば
名前くらいは知ってるよね
それを会社の10人のプログラマにテストしてみたら
あまりできがよくなかったという話があるよ

FizzBuzz問題を使って社内プログラミングコンテストを開催してみた - ITは芸術だ

確かにFizzBuzz問題は一見単純だから
誰でも簡単に解けると思われがちだけど
時間制限付きの抜き打ちテストというかたちでだされたら
頭が混乱して僕もどんな結果になるか心配だよ

だから上司の嫌がらせで恥をかかされないように
いまからしっかりと予習しておくよ:)

問題の分割

通常1つの問題は複数の小さな問題でできているんだ
だから与えられた問題を読んだとき最初にすべきことは
それを複数の小さな問題に切り分けることだよ

早速FizzBuzz問題を小さな問題に切り分けてみよう

僕はFizzBuzz問題は次のような
3つの小さな問題に切り分けられると思うんだ

1つの数を取ってFizzBuzzの結果を返す関数を作る問題
1からxまでの数をその関数に適用する関数を作る問題
スクリプト引数xを2の関数に与えて結果をターミナルに出力する関数を作る問題

小さな問題1

じゃあこれらの問題を順に解いていくよ
まずは最初の小さな関数(fizzbuzzとする)を作ろう
これは1を取ったら1
2を取ったら2
3を取ったら'Fizz'
5を取ったら'Buzz'
を返すような関数を作ればいいから簡単だよね

あいい忘れたけど僕はRubyしか書けないからRubyで書くよ
例えばこんなのどうかな？

def fizzbuzz(n)
  case
  when n%5==0 && n%3==0; 'FizzBuzz'
  when n%5==0; 'Buzz'
  when n%3==0; 'Fizz'
  else n
  end
end

fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

オーソドックスだけど個人的には
Fixnum#%が何回も出てくるのはイケてないと感じるよ
こうすればもう少し良くなるかな

def fizzbuzz(n)
  mod_zero = ->base{ n%base == 0 }
  case
  when mod_zero[3] && mod_zero[5]; 'FizzBuzz'
  when mod_zero[3]; 'Fizz'
  when mod_zero[5]; 'Buzz'
  else n
  end
end

fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

少し良くなったと思うけど
個人的にはwhenの順位を考慮しなきゃ
いけないってのが好きじゃないんだ
これはどうかな？

def fizzbuzz(n)
  x = ""
  x << "Fizz" if n%3 == 0
  x << "Buzz" if n%5 == 0
  x.empty? ? n : x
end

fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

まあこれは趣味の問題かもね..

小さな問題2

さて2つ目の小さな問題を解くよ
2つ目は
「1からxまでの数をその関数に適用する関数を作る」
だったね
RubyにはEnumeratorがあるから
これはばかみたいに簡単だよね
関数名をmap_uptoにしよう

def map_upto(max, f)
  (1..max).map { |n| f[n] }
end

map_upto(15, method(:fizzbuzz)) # => [1, 2, "Fizz", 4, "Buzz", "Fizz", 7, 8, "Fizz", "Buzz", 11, "Fizz", 13, 14, "FizzBuzz"]

小さな問題3

次に3つ目の小さな問題を解くよ
3つ目は
「スクリプト引数xを2の関数に与えて
結果をターミナルに出力する関数を作る」
だったね
Ruby スクリプトに与えられた引数は
ARGVという配列に格納されるよね
またターミナルへの改行出力はputsだよね
だから次のようになるよ
関数名をconsoleとするよ

def console(f)
  raise "need an argument of integer" if ARGV[0].nil?
  max = ARGV[0].to_i
  f[max].each { |e| puts e }
end

ここでは引数がない場合のチェックしかしてないけど
厳密なチェックが必要ならここで書くことになるよ

さあこれで完成だよ
コードをまとめて再掲するよ

def fizzbuzz(n)
  x = ""
  x << "Fizz" if n%3 == 0
  x << "Buzz" if n%5 == 0
  x.empty? ? n : x
end

def map_upto(max, f)
  (1..max).map { |n| f[n] }
end

def console(f)
  raise "need an argument of integer" if ARGV[0].nil?
  max = ARGV[0].to_i
  f[max].each { |e| puts e }
end

if __FILE__ == $0
  fizzbuzz_upto = ->max{ map_upto(max, method(:fizzbuzz)) }
  console fizzbuzz_upto
end

さあ実行してみよう

$ ruby fizzbuzz.rb 15
1
2
Fizz
4
Buzz
Fizz
7
8
Fizz
Buzz
11
Fizz
13
14
FizzBuzz

うまくいったね!

問題を切り分けて
一つづつ解いていけば簡単だね

経験あるプログラマは
これらを瞬時に頭の中でやってしまうから
ぼくらの気持ちがわからないんだね
次のようなコードをよく見るけど
個人的には問題の切り分けができてないから
良いコードとは思えないんだよ

max = ARGV[0].to_i
(1..max).each do |n|
  res =
    case 
    when n%3 == 0 && n%5 == 0; 'FizzBuzz'
    when n%3 == 0; 'Fizz'
    when n%5 == 0; 'Buzz'
    else n
    end
  puts res
end

テストしづらいし改変にも弱いからね

先のコードならテストしやすいし改変にも強そうだよね

require "test/unit"
require "stringio"
require "./fizzbuzz"

class TestFizzBuzz < Test::Unit::TestCase
  def setup
    @ans = [1,2,'Fizz',4,'Buzz','Fizz',7,8,'Fizz','Buzz',11,'Fizz',13,14,'FizzBuzz']
  end

  def test_fizzbuzz
    (1..15).each { |n| assert_equal(@ans[n-1], fizzbuzz(n)) }
  end

  def test_map_upto
    assert_equal(@ans, map_upto(15, method(:fizzbuzz)))
  end

  def test_console
    begin
      $stdout = op = StringIO.new("", 'w')
      fizzbuzz_upto = ->max{ map_upto(max, method(:fizzbuzz)) }
      console(fizzbuzz_upto)
      out = str2fizzbuzz_list(op.string)
      assert_equal(@ans, out)
    ensure
      $stdout = STDOUT
    end
  end

  def str2fizzbuzz_list(str)
    str.split.map { |n| n =~ /(Fi|Bu)zz/ ? n : n.to_i }
  end
end

(追記:2011-10-15)関数の機能分離が不十分だったので修正しました。