演習3回目: while文の利用とこれまでの復習

ペアのdriver担当

• 演習6について
  • 「演習6.1, 6.2」、「演習6.3, 6.4」、「演習6.5」とでdriver/observerを交代しよう。席の左右どちらから始めても構いません。

達成目標

• 演習6: 簡易ガチャ・シミュレータを実装してみよう。
  1. whileを使ってみよう。
  2. 条件（テスト）やブロック、関数に慣れよう。
  3. 変数名は命名規則を参考に付けよう。（説明時に変数x等と名づけているのは、説明上の都合です。実装上は適切な変数名で処理しよう）

演習6: 簡易ガチャ・シミュレータを実装してみよう。

• シミュレータの概要
  • ガチャとは一種のクジびきである。
  • ガチャにより得られる対象は全体で100種類あり、各々int型オブジェクトの1〜100で置き換えるものとする。
  • 一度のガチャで引けるクジは1枚であり、全てのクジ（1〜100のint型オブジェクト）は同一確率で出現するものとする。
  • 最終的に作成するシミュレータは、目的のクジが得られるまで平均的に何回くじを引けばよいのかを検証するプログラムである。

演習6.1: くじ引き関数 draw_lots() を作成せよ。

• 補足
  • draw_lots() は実行するたびに任意のクジ1枚を返すものとする。
  • レポートには draw_lots() のコードと、その関数を2回以上実行した様子を掲載すること。
  • 実行例

# draw_lots()の実行例
>>> draw_lots()
25
>>> draw_lots()
9

演習6.2: あなたは目的のクジを引けるまで永遠と draw_lots() を実行する必要がある。言い換えると、目的クジが出るまでは終わることができない。while文を用いて、目的のクジを引くまでにかかった回数をカウントするコードと、実行結果を示せ。

• 補足
  • 目的のクジは任意に決めて構わない。ここでは便宜上1とする。
  • レポートには、コードと実行結果を掲載せよ。
• 考え方のヒント
  • while文では「指定された条件を満足しているあいだ、同じ処理を反復し続ける」コードを記述することができる。ここでは、どのような条件を満足している間、クジを引き続ける必要があるだろうか？（実際には様々な条件を設定することが可能である。ここで示した条件以外での実現方法であっても構わない。）
  • while文は反復処理を記述できるが、そのままでは反復した回数をカウントしてくれない。反復回数をカウントするにはどうしたら良いだろうか？

演習6.3: 演習6.2で書いたコードは「目的のクジが一度出るまでに要した回数」をカウントしてくれるはずだ。これを関数 number_of_drawing() として定義せよ。

• 補足
  • number_of_drawing() の引数は「目的のクジ番号」とする。
  • number_of_drawing() の戻り値（返す値）は「目的のクジが一度出るまでに要した回数」とする。
  • レポートには、関数のコードと、数回程度実行した様子を掲載せよ。
  • 実行例

# number_of_drawing()の実行例
>>> number_of_drawing(1)
57
>>> number_of_drawing(1)
17

演習6.4: number_of_drawing()を利用し、「平均的に何回くじを引けば当たりそうか」を検証するシミュレータ（プログラム）を作成せよ。

• 補足
  • number_of_drawing()は実行するたびにその結果が大きく変化するはずだ。これは「等確率で用意したクジ引きにおいて、狙ったクジを引き当てる」という行為の結果には大きな違いが現れることを意味する。ここでは「たまたま運が良かった」といった個々の事例についてはひとまず置いておき、結果をより一般的に解釈するために「平均的に何回くじを引けば当たりそうか」を検証したい。
  • 平均回数を求めるために、ここではnumber_of_drawing()を1000回実行し、その平均回数を求めるものとする。
  • レポートには、プログラムとその実行結果を掲載せよ。

演習6.5: 演習6.4で書いたコードを「week4_ex6_5.py」というファイル名で保存し、シェル上でスクリプトを実行せよ。

• 補足
  • レポートには、ファイル内に保存したコードと、シェル上で実行した結果を掲載せよ。
  • 実行結果の例を以下に示す。
    • 乱数を使っているため、出てくる数値は多少変化してしまっても構わない。（大きくずれてるならどこかがおかしい可能性あり）

# 実行結果の例
oct:tnal% python3 week3_ex5_5.py
平均回数は 98.29 回です！
oct:tnal% python3 week3_ex5_5.py
平均回数は 104.75 回です！

(余裕のあるペア向け) 演習6.5: 演習6.4までは「等確率で出てくるくじびき」を想定したコードになっている。世の中には確率が異なるくじ引きが多々あるが、どのように実装したら良いだろうか？