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香川大学SLPからお届け！（Vol.92掲載）

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：池内稜來斗

各都道府県の都道府県庁所在地を尋ねるクイズを出題するWebサイトをPHPで作成しました。今回は、そのWebサイトの概要や作成手順などを紹介します。PHPの実行環境や、各種サーバーソフトウエアは、「XAMPP」（https://www.apachefriends.org/）を使ってインストールします。

シェルスクリプトマガジン Vol.92は以下のリンク先でご購入できます。

図2　「db.sql」ファイルに記述するSQL文

use pref_capitals_quiz;
insert into pref_capitals
  (id, name_p, name_c, image_p) values
(1, '北海道', '札幌市', 'img/hokkaidou.png'),
(2, '青森県', '青森市', 'img/aomori.png'),
(3, '岩手県', '盛岡市', 'img/iwate.png'),
(4, '秋田県', '秋田市', 'img/akita.png'),
(5, '宮城県', '仙台市', 'img/miyagi.png'),
(6, '山形県', '山形市', 'img/yamagata.png'),
(7, '福島県', '福島市', 'img/fukushima.png'),
(8, '茨城県', '水戸市', 'img/ibaraki.png'),
(9, '栃木県', '宇都宮市', 'img/tochigi.png'),
(10, '群馬県', '前橋市', 'img/gunma.png'),
(11, '埼玉県', 'さいたま市', 'img/saitama.png'),
(12, '千葉県', '千葉市', 'img/chiba.png'),
(13, '東京都', '東京', 'img/tokyo.png'),
（略）
(47, '沖縄県', '那覇市', 'img/okinawa.png');
commit;

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use pref_capitals_quiz;

insert into pref_capitals

(id, name_p, name_c, image_p) values

(1, '北海道', '札幌市', 'img/hokkaidou.png'),

(2, '青森県', '青森市', 'img/aomori.png'),

(3, '岩手県', '盛岡市', 'img/iwate.png'),

(4, '秋田県', '秋田市', 'img/akita.png'),

(5, '宮城県', '仙台市', 'img/miyagi.png'),

(6, '山形県', '山形市', 'img/yamagata.png'),

(7, '福島県', '福島市', 'img/fukushima.png'),

(8, '茨城県', '水戸市', 'img/ibaraki.png'),

(9, '栃木県', '宇都宮市', 'img/tochigi.png'),

(10, '群馬県', '前橋市', 'img/gunma.png'),

(11, '埼玉県', 'さいたま市', 'img/saitama.png'),

(12, '千葉県', '千葉市', 'img/chiba.png'),

(13, '東京都', '東京', 'img/tokyo.png'),

（略）

(47, '沖縄県', '那覇市', 'img/okinawa.png');

commit;

図3　「index.html」ファイルに記述するコード

<html lang=ja>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>
</head>
<body>
  <h1>都道府県庁所在地クイズ!!</h1>
  <p>表示された都道府県の都道府県庁所在地を回答してください。<br>
  東京都の場合は、区名と地域名のどちらで回答しても構いません。<br>
  すべての都道府県について回答したら終了です。
  </p>
  <button type="button"
          onclick="location.href='question.php'">
  クイズを始める
  </button>
</body>
</html>

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<head>

<title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>

</head>

<body>

<h1>都道府県庁所在地クイズ!!</h1>

<p>表示された都道府県の都道府県庁所在地を回答してください。<br>

東京都の場合は、区名と地域名のどちらで回答しても構いません。<br>

すべての都道府県について回答したら終了です。

</p>

<button type="button"

onclick="location.href='question.php'">

クイズを始める

</button>

</body>

</html>

図4　「question.php」ファイルに記述するコード

<?php
  session_start();
  if (!isset($_SESSION['times'])) {
    $_SESSION['times'] = 0;
    $_SESSION['right'] = 0;
  }
  if ($_SESSION['times'] == 0) {
    $r = new \Random\Randomizer();
    $order = $r->shuffleArray(range(1, 47));
    $_SESSION['order'] = $order;
  }
  $order = $_SESSION['order'];
  $times = $_SESSION['times'];
  $pref = $order[$times];
?>

<html lang=ja>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>
</head>
<body>

<?php
  $link = mysqli_connect('localhost','root','',
                         'pref_capitals_quiz');
  mysqli_set_charset($link,'utf8');
  $sql = "SELECT id, name_p, name_c, image_p " .
         "FROM pref_capitals WHERE id = $pref";
  $result = mysqli_query($link, $sql);
  $row = mysqli_fetch_assoc($result);
  $path = $row['image_p'];
  echo "<br>";
  echo "問題", $times + 1;
  echo '<img src="' . $path .
       '" alt="' . $row['name_p'] . 'の地図">';
  print('  '.$row['name_p']);
?>

<form method="POST" class="form" action="answer.php">
  <input type="text" name="Answer" class="input">
  <p>
    <input type="submit" value="回答" class="submit">
  </p>
</form>
</body>
</html>

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<?php

session_start();

if (!isset($_SESSION['times'])) {

$_SESSION['times'] = 0;

$_SESSION['right'] = 0;

}

if ($_SESSION['times'] == 0) {

$r = new \Random\Randomizer();

$order = $r->shuffleArray(range(1, 47));

$_SESSION['order'] = $order;

}

$order = $_SESSION['order'];

$times = $_SESSION['times'];

$pref = $order[$times];

?>

<head>

<title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>

</head>

<body>

<?php

$link = mysqli_connect('localhost','root','',

'pref_capitals_quiz');

mysqli_set_charset($link,'utf8');

$sql = "SELECT id, name_p, name_c, image_p " .

"FROM pref_capitals WHERE id = $pref";

$result = mysqli_query($link, $sql);

$row = mysqli_fetch_assoc($result);

$path = $row['image_p'];

echo "<br>";

echo "問題", $times + 1;

echo '<img src="' . $path .

'" alt="' . $row['name_p'] . 'の地図">';

print(' '.$row['name_p']);

?>

<p>

</p>

</form>

</body>

</html>

図5　「answer.php」ファイルに記述するコード

<?php
  session_start();
  $times = $_SESSION['times'];
  $order = $_SESSION['order'];
  $right = $_SESSION['right'];
  $pref = $order[$times];
?>

<html lang=ja>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>
</head>
<body>

<?php
  $received_Answer = $_POST['Answer'];
  $link = mysqli_connect('localhost','root','',
                         'pref_capitals_quiz');
  mysqli_set_charset($link,'utf8');
  $sql = "SELECT id, name_p, name_c, image_p " .
         "FROM pref_capitals WHERE id = $pref";
  $result = mysqli_query($link, $sql);
  $row = mysqli_fetch_assoc($result);
  // 東京都かどうか
  if ($row['id'] == 13) {
    if (($received_Answer == $row['name_c']) ||
      ($received_Answer == '新宿区')) {
      echo "正解\n";
      $right++;
    }
  } else if (($received_Answer == $row['name_c']) ||
    (($received_Answer . "市") == $row['name_c'])) {
    echo "正解\n";
    $right++;
  } else {
    echo "不正解\n";
  }
  $_SESSION['times'] = ++$times;
  $_SESSION['right'] = $right;
  echo "<br>";
  echo "問題{$times} {$row['name_p']} の答え";
  echo "<br>";
  echo $row['name_c'];

  if ($times != 47) {
    echo '
    <form method="POST" class="form" action="question.php">
      <button type="submit">次の問題</button>
    </form>';
  }
?>

  <form method="POST" class="form" action="result.php">
    <button type="submit">回答終了</button>
  </form>
</body>
</html>

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<?php

session_start();

$times = $_SESSION['times'];

$order = $_SESSION['order'];

$right = $_SESSION['right'];

$pref = $order[$times];

?>

<head>

<title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>

</head>

<body>

<?php

$received_Answer = $_POST['Answer'];

$link = mysqli_connect('localhost','root','',

'pref_capitals_quiz');

mysqli_set_charset($link,'utf8');

$sql = "SELECT id, name_p, name_c, image_p " .

"FROM pref_capitals WHERE id = $pref";

$result = mysqli_query($link, $sql);

$row = mysqli_fetch_assoc($result);

// 東京都かどうか

if ($row['id'] == 13) {

if (($received_Answer == $row['name_c']) ||

($received_Answer == '新宿区')) {

echo "正解\n";

$right++;

}

} else if (($received_Answer == $row['name_c']) ||

(($received_Answer . "市") == $row['name_c'])) {

echo "正解\n";

$right++;

} else {

echo "不正解\n";

}

$_SESSION['times'] = ++$times;

$_SESSION['right'] = $right;

echo "<br>";

echo "問題{$times} {$row['name_p']} の答え";

echo "<br>";

echo $row['name_c'];

if ($times != 47) {

echo '

</form>';

}

?>

</form>

</body>

</html>

図6　「result.php」ファイルに記述するコード

<?php
  session_start();
  if (isset($_POST['reset'])) {
    $_SESSION['times'] = 0;
    $_SESSION['right'] = 0;
    header("Location: index.html");
  }
?>

<html lang=ja>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>
</head>
<body>

<?php
  echo "今回の正答数は<br>";
  echo $_SESSION['times'], "問中",
       $_SESSION['right'], "問";
  echo "<br>";
  echo "お疲れさまでした<br>";
?>

  <form method="POST" action="result.php">
    <input type="submit"
           value="トップページに戻る"
           name="reset">
  </form>
</body>
</html>

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<?php

session_start();

if (isset($_POST['reset'])) {

$_SESSION['times'] = 0;

$_SESSION['right'] = 0;

header("Location: index.html");

}

?>

<head>

<title>都道府県庁所在地クイズ!!</title>

</head>

<body>

<?php

echo "今回の正答数は<br>";

echo $_SESSION['times'], "問中",

$_SESSION['right'], "問";

echo "<br>";

echo "お疲れさまでした<br>";

?>

<input type="submit"

value="トップページに戻る"

name="reset">

</form>

</body>

</html>

Markdownを活用する（Vol.92掲載）

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾・構造付けを手軽に行える記法であるMarkdownを用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。今回は前回に引き続き、Markdownを用いて書籍を制作できる組版アプリ「Vivliostyle」について解説します。特に、技術同人誌の制作方法と、印刷所へ入稿する際の注意
点について説明します。　

シェルスクリプトマガジン Vol.92は以下のリンク先でご購入できます。

図7　書き換えたVivliostyleの設定ファイル

module.exports = {
  title: 'sample-book-kagakunofushigi', 
  author: 'アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）', 
  language: 'ja',
  size: 'JIS-B5',
  theme: '@vivliostyle/theme-techbook@^1.0.1', 
  entryContext: './manuscripts',
  entry: [
   'index.md',
   '01.md',
   '02.md',
   '03.md',
   '04.md',
   '05.md',
   '06.md',
   '07.md',
   '08.md',
   '09.md',
   'colophon.md',
  ],
  workspaceDir: '.vivliostyle',
}

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module.exports = {

title: 'sample-book-kagakunofushigi',

author: 'アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）',

language: 'ja',

size: 'JIS-B5',

theme: '@vivliostyle/theme-techbook@^1.0.1',

entryContext: './manuscripts',

entry: [

'index.md',

'01.md',

'02.md',

'03.md',

'04.md',

'05.md',

'06.md',

'07.md',

'08.md',

'09.md',

'colophon.md',

],

workspaceDir: '.vivliostyle',

}

図8　扉のindex.mdファイル

# 科学の不思議
アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）

© 某サークル, 20xx

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# 科学の不思議

アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）

図9　奥付のcolophon.mdファイル

## 科学の不思議

20xx年x月x日　初版発行

----------------

- 発行　某サークル
- 著者　アンリイ・ファブル
- 翻訳　大杉栄、伊藤野枝
- 編集　シェル花子
- 連絡先 foo@example.com
- 印刷　サンプル印刷

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底本は青空文庫から転載・改変しました。

- ファーブル ジャン・アンリ『科学の不思議』（大杉 栄、伊藤 野枝 訳）

© 某サークル, 20xx

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## 科学の不思議

20xx年x月x日　初版発行

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- 発行　某サークル

- 著者　アンリイ・ファブル

- 翻訳　大杉栄、伊藤野枝

- 編集　シェル花子

- 連絡先 foo@example.com

- 印刷　サンプル印刷

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底本は青空文庫から転載・改変しました。

- ファーブルジャン・アンリ『科学の不思議』（大杉栄、伊藤野枝訳）

図11　my-theme.cssファイル内のCSSを反映する設定

  theme: [
    '@vivliostyle/theme-techbook@^1.0.1',
    'themes/my-theme.css',
  ],

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theme: [

'@vivliostyle/theme-techbook@^1.0.1',

'themes/my-theme.css',

],

図12　扉と奥付用のCSS

/* 扉 */
section#title-page {
  display: flex;
  justify-content: center;
  align-items: center;
  text-align: center;
  height: 50vh;
  margin: 0;
}

/* 奥付 */
section#colophon {
  position: relative;
  float-reference: page;
  float: bottom;
  margin-bottom: 0;
}

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/* 扉 */

section#title-page {

display: flex;

justify-content: center;

align-items: center;

text-align: center;

height: 50vh;

margin: 0;

}

/* 奥付 */

section#colophon {

position: relative;

float-reference: page;

float: bottom;

margin-bottom: 0;

}

図13　扉のindex.mdファイルの変更

<section id="title-page">

# 科学の不思議

アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）

© 某サークル, 20xx

</section>

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# 科学の不思議

アンリイ・ファブル（大杉栄、伊藤野枝訳）

</section>

図14　奥付のcolophon.mdファイルの変更

<section id="colophon" role="doc-colophon">

## 科学の不思議

20xx年x月x日　初版発行

----------------

- 発行　某サークル
- 著者　アンリイ・ファブル
- 翻訳　大杉栄、伊藤野枝
- 編集　シェル花子
- 連絡先 foo@example.com
- 印刷　サンプル印刷

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底本は青空文庫から転載・改変しました。

- ファーブル ジャン・アンリ『科学の不思議』（大杉 栄、伊藤 野枝 訳）

© 某サークル, 20xx

</section>

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20xx年x月x日　初版発行

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- 発行　某サークル

- 著者　アンリイ・ファブル

- 翻訳　大杉栄、伊藤野枝

- 編集　シェル花子

- 連絡先 foo@example.com

- 印刷　サンプル印刷

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底本は青空文庫から転載・改変しました。

- ファーブルジャン・アンリ『科学の不思議』（大杉栄、伊藤野枝訳）

</section>

図17　目次を自動設定する設定

（略）
  entryContext: './manuscripts',
  toc: {
    htmlPath: 'toc.html', 
    title: '目次',
  },
  entry: [
   'index.md',
    { rel: 'contents' },
   '01.md',
（略）

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（略）

entryContext: './manuscripts',

toc: {

htmlPath: 'toc.html',

title: '目次',

},

entry: [

'index.md',

{ rel: 'contents' },

'01.md',

（略）

Pythonあれこれ（Vol.92掲載）

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第22回では、機械学習ライブラリ「PyTorch」を使って、画像内の、歩行者が写っている領域を自動認識するPythonプログラムを作成します。

シェルスクリプトマガジン Vol.92は以下のリンク先でご購入できます。

図3　47番のデータを確認するPythonコード

import matplotlib.pyplot as plt
from torchvision.io import read_image

image =read_image(
    "data/PennFudanPed/PNGImages/FudanPed00047.png")
mask = read_image(
    "data/PennFudanPed/PedMasks/FudanPed00047_mask.png")
plt.figure(figsize=(16, 8))
plt.subplot(121)
plt.title("Image")
plt.imshow(image.permute(1, 2, 0))
plt.subplot(122)
plt.title("Mask")
plt.imshow(mask.permute(1, 2, 0))

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import matplotlib.pyplot as plt

from torchvision.io import read_image

image =read_image(

"data/PennFudanPed/PNGImages/FudanPed00047.png")

mask = read_image(

"data/PennFudanPed/PedMasks/FudanPed00047_mask.png")

plt.figure(figsize=(16, 8))

plt.subplot(121)

plt.title("Image")

plt.imshow(image.permute(1, 2, 0))

plt.subplot(122)

plt.title("Mask")

plt.imshow(mask.permute(1, 2, 0))

図5　PennFudanDataSetクラスを定義するPythonコード

import os
import torch
from torchvision.io import read_image
from torchvision.ops.boxes import masks_to_boxes
from torchvision import tv_tensors
from torchvision.transforms.v2 import functional as F

class PennFudanDataset(torch.utils.data.Dataset):
  def __init__(self, root, transforms):
    self.root = root
    self.transforms = transforms
    # イメージデータとマスクデータをロードし、ソートして並べておく
    self.imgs = \
      list(sorted(os.listdir(os.path.join(root, "PNGImages"))))
    self.masks = \
      list(sorted(os.listdir(os.path.join(root, "PedMasks"))))

  def __getitem__(self, idx):
    # イメージとマスクのロード
    img_path = \
      os.path.join(self.root, "PNGImages", self.imgs[idx])
    mask_path = \
      os.path.join(self.root, "PedMasks", self.masks[idx])
    img = read_image(img_path)
    mask = read_image(mask_path)
    # インスタンスは色別にエンコードされていて……
    obj_ids = torch.unique(mask)
    # 最初のIDは背景色なので削除
    obj_ids = obj_ids[1:]
    num_objs = len(obj_ids)
    # 色別にエンコードされているマスクを2値マスクに分ける
    masks = \
      (mask == obj_ids[:, None, None]).to(dtype=torch.uint8)
    # マスクデータに対してバウンディングボックスを求める
    boxes = masks_to_boxes(masks)
    labels = torch.ones((num_objs,), dtype=torch.int64)
    image_id = idx
    area = (boxes[:, 3] - boxes[:, 1]) * (boxes[:, 2] - boxes[:, 0])
    # 群衆でないと仮定
    iscrowd = torch.zeros((num_objs,), dtype=torch.int64)
    # tv_tensorsイメージに変換する
    img = tv_tensors.Image(img)
    target = {}
    target["boxes"] = \
      tv_tensors.BoundingBoxes(boxes,
        format="XYXY", canvas_size=F.get_size(img))
    target["masks"] = tv_tensors.Mask(masks)
    target["labels"] = labels
    target["image_id"] = image_id
    target["area"] = area
    target["iscrowd"] = iscrowd

    if self.transforms is not None:
      img, target = self.transforms(img, target)

    return img, target

  def __len__(self):
    return len(self.imgs)

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import os

import torch

from torchvision.io import read_image

from torchvision.ops.boxes import masks_to_boxes

from torchvision import tv_tensors

from torchvision.transforms.v2 import functional as F

class PennFudanDataset(torch.utils.data.Dataset):

def __init__(self, root, transforms):

self.root = root

self.transforms = transforms

# イメージデータとマスクデータをロードし、ソートして並べておく

self.imgs = \

list(sorted(os.listdir(os.path.join(root, "PNGImages"))))

self.masks = \

list(sorted(os.listdir(os.path.join(root, "PedMasks"))))

def __getitem__(self, idx):

# イメージとマスクのロード

img_path = \

os.path.join(self.root, "PNGImages", self.imgs[idx])

mask_path = \

os.path.join(self.root, "PedMasks", self.masks[idx])

img = read_image(img_path)

mask = read_image(mask_path)

# インスタンスは色別にエンコードされていて……

obj_ids = torch.unique(mask)

# 最初のIDは背景色なので削除

obj_ids = obj_ids[1:]

num_objs = len(obj_ids)

# 色別にエンコードされているマスクを2値マスクに分ける

masks = \

(mask == obj_ids[:, None, None]).to(dtype=torch.uint8)

# マスクデータに対してバウンディングボックスを求める

boxes = masks_to_boxes(masks)

labels = torch.ones((num_objs,), dtype=torch.int64)

image_id = idx

area = (boxes[:, 3] - boxes[:, 1]) * (boxes[:, 2] - boxes[:, 0])

# 群衆でないと仮定

iscrowd = torch.zeros((num_objs,), dtype=torch.int64)

# tv_tensorsイメージに変換する

img = tv_tensors.Image(img)

target = {}

target["boxes"] = \

tv_tensors.BoundingBoxes(boxes,

format="XYXY", canvas_size=F.get_size(img))

target["masks"] = tv_tensors.Mask(masks)

target["labels"] = labels

target["image_id"] = image_id

target["area"] = area

target["iscrowd"] = iscrowd

if self.transforms is not None:

img, target = self.transforms(img, target)

return img, target

def __len__(self):

return len(self.imgs)

図6　get_model_instance_segmentation()関数を定義するPythonコード

import torchvision
from torchvision.models.detection.faster_rcnn \
  import FastRCNNPredictor
from torchvision.models.detection.mask_rcnn \
  import MaskRCNNPredictor

def get_model_instance_segmentation(num_classes):
  # COCOで事前学習済みのモデルデータをロードする
  model = torchvision.models.detection.maskrcnn_resnet50_fpn(
            weights="DEFAULT")
  # 入力特徴量
  in_features = \
    model.roi_heads.box_predictor.cls_score.in_features
  # num_classesで指定するクラスの分類器をセット（今回は2クラス）
  model.roi_heads.box_predictor = \
    FastRCNNPredictor(in_features, num_classes)
  # マスク判別器も同様に設定
  in_features_mask = \
    model.roi_heads.mask_predictor.conv5_mask.in_channels
  hidden_layer = 256
  model.roi_heads.mask_predictor = MaskRCNNPredictor(
    in_features_mask,
    hidden_layer,
    num_classes
  )
  return model

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import torchvision

from torchvision.models.detection.faster_rcnn \

import FastRCNNPredictor

from torchvision.models.detection.mask_rcnn \

import MaskRCNNPredictor

def get_model_instance_segmentation(num_classes):

# COCOで事前学習済みのモデルデータをロードする

model = torchvision.models.detection.maskrcnn_resnet50_fpn(

weights="DEFAULT")

# 入力特徴量

in_features = \

model.roi_heads.box_predictor.cls_score.in_features

# num_classesで指定するクラスの分類器をセット（今回は2クラス）

model.roi_heads.box_predictor = \

FastRCNNPredictor(in_features, num_classes)

# マスク判別器も同様に設定

in_features_mask = \

model.roi_heads.mask_predictor.conv5_mask.in_channels

hidden_layer = 256

model.roi_heads.mask_predictor = MaskRCNNPredictor(

in_features_mask,

hidden_layer,

num_classes

)

return model

図7　get_transform()関数を定義するPythonコード

from torchvision.transforms import v2 as T

def get_transform(train):
  transforms = []
  if train:
    transforms.append(T.RandomHorizontalFlip(0.5))
  transforms.append(T.ToDtype(torch.float, scale=True))
  transforms.append(T.ToPureTensor())
  return T.Compose(transforms)

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from torchvision.transforms import v2 as T

def get_transform(train):

transforms = []

if train:

transforms.append(T.RandomHorizontalFlip(0.5))

transforms.append(T.ToDtype(torch.float, scale=True))

transforms.append(T.ToPureTensor())

return T.Compose(transforms)

図8　追加学習の準備をするためのPythonコード

import utils
from engine import train_one_epoch, evaluate

device = torch.device('cuda') \
  if torch.cuda.is_available() else torch.device('cpu')
# 背景と人物の2クラス判別器を作成する
num_classes = 2
# データセットはすでにロード済みのものを用いる
dataset = \
  PennFudanDataset('data/PennFudanPed',
                   get_transform(train=True))
dataset_test = \
  PennFudanDataset('data/PennFudanPed',
                   get_transform(train=False))
# データセットを学習用とテスト用に分ける
indices = torch.randperm(len(dataset)).tolist()
dataset = torch.utils.data.Subset(dataset, indices[:-50])
dataset_test = torch.utils.data.Subset(
                 dataset_test, indices[-50:])
# 学習と評価用のデータローダを定義
data_loader = torch.utils.data.DataLoader(
  dataset,
  batch_size=2,
  shuffle=True,
  num_workers=4,
  collate_fn=utils.collate_fn
)
data_loader_test = torch.utils.data.DataLoader(
  dataset_test,
  batch_size=1,
  shuffle=False,
  num_workers=4,
  collate_fn=utils.collate_fn
)
# 先ほど定義したヘルパーファンクションを用いてモデルを用意
model = get_model_instance_segmentation(num_classes)
# モデルをデバイスに結び付ける
model.to(device)
# 最適化器を作成
params = [p for p in model.parameters() if p.requires_grad]
optimizer = torch.optim.SGD(
  params,
  lr=0.005,
  momentum=0.9,
  weight_decay=0.0005
)
# 学習レートのスケジューラを設定
lr_scheduler = torch.optim.lr_scheduler.StepLR(
  optimizer,
  step_size=3,
  gamma=0.1
)

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import utils

from engine import train_one_epoch, evaluate

device = torch.device('cuda') \

if torch.cuda.is_available() else torch.device('cpu')

# 背景と人物の2クラス判別器を作成する

num_classes = 2

# データセットはすでにロード済みのものを用いる

dataset = \

PennFudanDataset('data/PennFudanPed',

get_transform(train=True))

dataset_test = \

PennFudanDataset('data/PennFudanPed',

get_transform(train=False))

# データセットを学習用とテスト用に分ける

indices = torch.randperm(len(dataset)).tolist()

dataset = torch.utils.data.Subset(dataset, indices[:-50])

dataset_test = torch.utils.data.Subset(

dataset_test, indices[-50:])

# 学習と評価用のデータローダを定義

data_loader = torch.utils.data.DataLoader(

dataset,

batch_size=2,

shuffle=True,

num_workers=4,

collate_fn=utils.collate_fn

)

data_loader_test = torch.utils.data.DataLoader(

dataset_test,

batch_size=1,

shuffle=False,

num_workers=4,

collate_fn=utils.collate_fn

)

# 先ほど定義したヘルパーファンクションを用いてモデルを用意

model = get_model_instance_segmentation(num_classes)

# モデルをデバイスに結び付ける

model.to(device)

# 最適化器を作成

params = [p for p in model.parameters() if p.requires_grad]

optimizer = torch.optim.SGD(

params,

lr=0.005,

momentum=0.9,

weight_decay=0.0005

)

# 学習レートのスケジューラを設定

lr_scheduler = torch.optim.lr_scheduler.StepLR(

optimizer,

step_size=3,

gamma=0.1

)

図9　物体認識と領域セグメンテーションを実施するPythonコード

import matplotlib.pyplot as plt
from torchvision.utils \
  import draw_bounding_boxes, draw_segmentation_masks

image = \
  read_image("data/PennFudanPed/PNGImages/FudanPed00047.png")
eval_transform = get_transform(train=False)
model.eval()
with torch.no_grad():
  x = eval_transform(image)
  # RGBA -> RGBにコンバートしてデバイスにひも付ける
  x = x[:3, ...].to(device)
  predictions = model([x, ])
  pred = predictions[0]
image = (255.0 * (image - image.min()) / 
        (image.max() - image.min())).to(torch.uint8)
image = image[:3, ...]
pred_labels = [f"pedestrian: {score:.3f}" for label, \
               score in zip(pred["labels"], pred["scores"])]
pred_boxes = pred["boxes"].long()
output_image = draw_bounding_boxes(image, 
                 pred_boxes, pred_labels, colors="red")
masks = (pred["masks"] > 0.7).squeeze(1)
output_image = draw_segmentation_masks(output_image, 
                 masks, alpha=0.5, colors="blue")
plt.figure(figsize=(12, 12))
plt.imshow(output_image.permute(1, 2, 0))

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import matplotlib.pyplot as plt

from torchvision.utils \

import draw_bounding_boxes, draw_segmentation_masks

image = \

read_image("data/PennFudanPed/PNGImages/FudanPed00047.png")

eval_transform = get_transform(train=False)

model.eval()

with torch.no_grad():

x = eval_transform(image)

# RGBA -> RGBにコンバートしてデバイスにひも付ける

x = x[:3, ...].to(device)

predictions = model([x, ])

pred = predictions[0]

image = (255.0 * (image - image.min()) /

(image.max() - image.min())).to(torch.uint8)

image = image[:3, ...]

pred_labels = [f"pedestrian: {score:.3f}" for label, \

score in zip(pred["labels"], pred["scores"])]

pred_boxes = pred["boxes"].long()

output_image = draw_bounding_boxes(image,

pred_boxes, pred_labels, colors="red")

masks = (pred["masks"] > 0.7).squeeze(1)

output_image = draw_segmentation_masks(output_image,

masks, alpha=0.5, colors="blue")

plt.figure(figsize=(12, 12))

plt.imshow(output_image.permute(1, 2, 0))

図11　Penn-Fudanデータセットを用いて追加学習するPythonコード

# 2エポックだけ学習させてみる
num_epochs = 2
for epoch in range(num_epochs):
  # 10回ごとに表示させながら1エポックの学習を実行
  train_one_epoch(model, optimizer, data_loader, 
                  device, epoch, print_freq=10)
  # 学習レートをアップデート
  lr_scheduler.step()
  # テストデータで評価
  evaluate(model, data_loader_test, device=device)

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# 2エポックだけ学習させてみる

num_epochs = 2

for epoch in range(num_epochs):

# 10回ごとに表示させながら1エポックの学習を実行

train_one_epoch(model, optimizer, data_loader,

device, epoch, print_freq=10)

# 学習レートをアップデート

lr_scheduler.step()

# テストデータで評価

evaluate(model, data_loader_test, device=device)

特別企画　イノシシ撃退機を作る　ソフト作成編（Vol.92記載）

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

「Interface」「CQ ham radio」「トランジスタ技術」などの雑誌を出版するCQ出版社の電子部品セット「イノシシ撃退機部品セットVer.1」を組み立て、ソフトウエアに一工夫を加えてイノシシ撃退機を作ります。今回は完成したハードウエア向けにソフトウエアを作成します。

シェルスクリプトマガジン Vol.92は以下のリンク先でご購入できます。

図18　PWM機能の初期化

（略）
#define PWM_PIN 20
（略）
#define PWM_SLICE_NUM pwm_gpio_to_slice_num(PWM_PIN)
（略）
void pwm_gpio_init() {
（略）
    gpio_set_function(PWM_PIN, GPIO_FUNC_PWM);
    pwm_set_wrap(PWM_SLICE_NUM, 4095);
    pwm_set_clkdiv(PWM_SLICE_NUM, 2);
    pwm_set_irq_enabled(PWM_SLICE_NUM, true);

    irq_set_exclusive_handler(PWM_IRQ_WRAP, on_pwm_wrap);
    irq_set_enabled(PWM_IRQ_WRAP, true);
（略）
}
（略）

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（略）

#define PWM_PIN 20

（略）

#define PWM_SLICE_NUM pwm_gpio_to_slice_num(PWM_PIN)

（略）

void pwm_gpio_init() {

（略）

gpio_set_function(PWM_PIN, GPIO_FUNC_PWM);

pwm_set_wrap(PWM_SLICE_NUM, 4095);

pwm_set_clkdiv(PWM_SLICE_NUM, 2);

pwm_set_irq_enabled(PWM_SLICE_NUM, true);

irq_set_exclusive_handler(PWM_IRQ_WRAP, on_pwm_wrap);

irq_set_enabled(PWM_IRQ_WRAP, true);

（略）

}

（略）

図20　割り込みハンドラ

void on_pwm_wrap() {
    pwm_clear_irq(PWM_SLICE_NUM);
（略）
    uint16_t duty = convert_flash_data_to_duty(spi_rx_buf[flash_data_index], spi_rx_buf[flash_data_index + 1]);
    pwm_set_chan_level(PWM_SLICE_NUM, PWM_CHAN_A, duty);
    flash_data_index += 2;
    if (flash_data_index >= 256) {
        flash_data_index = 0;
    }
（略）
}

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void on_pwm_wrap() {

pwm_clear_irq(PWM_SLICE_NUM);

（略）

uint16_t duty = convert_flash_data_to_duty(spi_rx_buf[flash_data_index], spi_rx_buf[flash_data_index + 1]);

pwm_set_chan_level(PWM_SLICE_NUM, PWM_CHAN_A, duty);

flash_data_index += 2;

if (flash_data_index >= 256) {

flash_data_index = 0;

}

（略）

}

図21　ダブルバッファを使用する修正

■34～37行目の修正コード
#ifdef FLASH_DATA_TO_DUTY
// ダブルバッファ化
uint8_t spi_rx_buf[2][256];
volatile uint32_t flash_data_index = 0;
#endif

■45～54行目の修正コード
// バッファ選択
volatile uint32_t buf_flip = 0;

void on_pwm_wrap() {
    pwm_clear_irq(PWM_SLICE_NUM);

    #ifdef FLASH_DATA_TO_DUTY
    uint16_t duty = convert_flash_data_to_duty(spi_rx_buf[buf_flip][flash_data_index], spi_rx_buf[buf_flip][flash_data_index + 1]);
    pwm_set_chan_level(PWM_SLICE_NUM, PWM_CHAN_A, duty);
    flash_data_index += 2;
    if (flash_data_index >= 256) {
        // バッファ切り替え
        buf_flip ^= 1;
        flash_data_index = 0;
    }
}

■87～105行目の修正コード
void play_sound() {
    // バッファ切り替え（ローカル）
    int flip = 0;

    flash_data_index = 0;
    buf_flip = 0;
    pwm_set_enabled(PWM_SLICE_NUM, true);	//mu0918

    for(uint32_t address = 0; address < FLASH_SIZE; address += 256) {
        gpio_put(PICO_DEFAULT_SPI_SSEL_PIN, 0);  // Set the CS pin to active LOW
        
        // Send the read command
        uint8_t spi_tx_buf[] = {0x03, (address >> 16) & 0xFF, (address >> 8) & 0xFF, address & 0xFF};
        spi_write_blocking(spi, spi_tx_buf, 4);

        // Read the data
        spi_read_blocking(spi, 0, spi_rx_buf[flip], 256);
        // バッファ切り替え
        flip ^= 1;
        
        gpio_put(PICO_DEFAULT_SPI_SSEL_PIN, 1);  // Set the CS pin to non-active HIGH
    }
    pwm_set_enabled(PWM_SLICE_NUM, false);	//mu0918
}

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■34～37行目の修正コード

#ifdef FLASH_DATA_TO_DUTY

// ダブルバッファ化

uint8_t spi_rx_buf[2][256];

volatile uint32_t flash_data_index = 0;

#endif

■45～54行目の修正コード

// バッファ選択

volatile uint32_t buf_flip = 0;

void on_pwm_wrap() {

pwm_clear_irq(PWM_SLICE_NUM);

#ifdef FLASH_DATA_TO_DUTY

uint16_t duty = convert_flash_data_to_duty(spi_rx_buf[buf_flip][flash_data_index], spi_rx_buf[buf_flip][flash_data_index + 1]);

pwm_set_chan_level(PWM_SLICE_NUM, PWM_CHAN_A, duty);

flash_data_index += 2;

if (flash_data_index >= 256) {

// バッファ切り替え

buf_flip ^= 1;

flash_data_index = 0;

}

■87～105行目の修正コード

void play_sound() {

// バッファ切り替え（ローカル）

int flip = 0;

flash_data_index = 0;

buf_flip = 0;

pwm_set_enabled(PWM_SLICE_NUM, true); //mu0918

for(uint32_t address = 0; address < FLASH_SIZE; address += 256) {

gpio_put(PICO_DEFAULT_SPI_SSEL_PIN, 0); // Set the CS pin to active LOW

// Send the read command

uint8_t spi_tx_buf[] = {0x03, (address >> 16) & 0xFF, (address >> 8) & 0xFF, address & 0xFF};

spi_write_blocking(spi, spi_tx_buf, 4);

// Read the data

spi_read_blocking(spi, 0, spi_rx_buf[flip], 256);

// バッファ切り替え

flip ^= 1;

gpio_put(PICO_DEFAULT_SPI_SSEL_PIN, 1); // Set the CS pin to non-active HIGH

}

pwm_set_enabled(PWM_SLICE_NUM, false); //mu0918

}

004　レポート　仮想化ソフト「VirtualBox」の新版リリース
005　レポート　マイコンボード「Raspberry Pi Pico 2」登場
006　製品レビュー　組み込み機器「CH32V003ボード」
007　NEWS FLASH
008　特集1　古いRaspberry Piを復活させる/麻生二郎
016　特集2　統合運用管理ソフトウエア Hinemos入門/倉田晃次、加藤達也
026　特別企画　イノシシ撃退機を作る　ソフト作成編/米田聡　コード掲載
036　特別企画　Rocky Linux 9のインストール/麻生二郎
042　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
048　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
062　香川大学SLPからお届け！/池内稜來斗　コード掲載
068　これだけは覚えておきたいLinuxコマンド/大津真
078　Techパズル/gori.sh
079　コラム「SEの働き方の新しい仕組みを作る」/シェル魔人　

Vol.92

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　小型コンピュータボード「Raspberry Pi」が登場して約12年が過ぎました。現在では、AI（人工知能）処理ができ、パソコン並みの性能を持つものに進化しています。ただ、センサーなどの制御、液晶や有機ELなどのパネルへの出力といった分野では、初期のRaspberry Piでも十分活躍できます。特集1では、初期のRaspberry Piを復活する方法を紹介しています。具体的には、無線通信機能を付加して使い勝手を向上します。
　特集2では、NTTデータ最先端技術が開発する統合運用管理ソフトウエア「Hinemos」を解説しています。同ソフトウエアは、オープンソースであり、誰でも無料で利用できます。サーバーやネットワークなどのシステムの監視やジョブ管理、運用の自動化を実現します。
い。
　特別企画では、前号に引き続きイノシシ撃退機、加えてCentOS Linuxの代替となるLinuxディストリビューション「Rocky Linux」を扱っています。
　このほか、連載「Pythonあれこれ」では機械学習ライブラリ「PyTorch」でAIによる歩行者認識の実現方法を紹介しています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.92。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.92 補足情報

投稿日：2024.09.19　｜　カテゴリー：　コード

連載　香川大学SLPからお届け！

記事中で作成したクイズWebサイト用のコードや、データベースへのデータ入力用のファイルをまとめたアーカイブファイルがここからダウンロードできます。

情報は随時更新致します。

これだけは覚えておきたいLinuxコマンド（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大津真

本連載では、Linuxの初心者に覚えておいてほしいコマンドを紹介していきます。ここで紹介するコマンドさえ押さえておけば、基本的な操作に困ることはなくなるでしょう。第2回では、主にテキストファイルを処理するための基本コマンドについて解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図6　「members.csv」ファイルの内容

<code>001,大津一郎,男,43,東京
002,江南直子,女,8,埼玉
003,唐木田信ー,男,43,福岡
004,森岡一郎,男,41,東京
005,秋山敬一郎,男,44,秋田
006,山田謙一,男,9,福岡
007,山田一郎,男,45,東京
009,福岡花子,女,35,東京
010,白戸二郎,男,39,北海道</code>

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<code>001,大津一郎,男,43,東京

002,江南直子,女,8,埼玉

003,唐木田信ー,男,43,福岡

004,森岡一郎,男,41,東京

005,秋山敬一郎,男,44,秋田

006,山田謙一,男,9,福岡

007,山田一郎,男,45,東京

009,福岡花子,女,35,東京

010,白戸二郎,男,39,北海道</code>

中小企業手作りIT化奮戦記（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐藤楓真

今回は、「焼きなまし法」と呼ばれる手法で、すべての都市を1回訪問して出発地点に帰るまでの最短経路を求める「巡回セールスマン問題」を近似的に解いてみます。焼きなまし法のベースとなる「山登り法」についても解説します。使用するプログラミング言語は、C++です。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図3　図1の巡回セールスマン問題を山登り法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define TL 3  //制限時間
#define N 4

int d[N][N] = {{0, 2, 10, 5},
               {2, 0, 5, 3},
               {10, 5, 0, 4},
               {5, 3, 4, 0}};
int ans[N+1] = {0, 1, 3, 2, 0};
int rand_num(void) {
  return rand() % N + 1;
}
int calc_dist(void) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
      sum += d[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  int st_time = clock();
  while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {
    int L = rand_num(), R = rand_num();
    if (L > R) swap(L, R);
    int bf_dist = calc_dist();
    reverse(ans + L, ans + R);
    int af_dist = calc_dist();
    if (bf_dist < af_dist) reverse(ans + L, ans + R);
  }
  for (int i = 0; i < N+1; i++) {
    cout << ans[i] + 1 << " ";
  }
  cout << endl << calc_dist() << endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

using namespace std;

#define TL 3 //制限時間

#define N 4

int d[N][N] = {{0, 2, 10, 5},

{2, 0, 5, 3},

{10, 5, 0, 4},

{5, 3, 4, 0}};

int ans[N+1] = {0, 1, 3, 2, 0};

int rand_num(void) {

return rand() % N + 1;

}

int calc_dist(void) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += d[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

int st_time = clock();

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {

int L = rand_num(), R = rand_num();

if (L > R) swap(L, R);

int bf_dist = calc_dist();

reverse(ans + L, ans + R);

int af_dist = calc_dist();

if (bf_dist < af_dist) reverse(ans + L, ans + R);

}

for (int i = 0; i < N+1; i++) {

cout << ans[i] + 1 << " ";

}

cout << endl << calc_dist() << endl;

return 0;

}

図4　都市数「5000」のテスト用データを作成するC++プログラム

#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
#define N 5000

int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = i; j < N; j++) {
        if (i == j) {
          d[i][j] = 0;
        } else {
          d[i][j] = rand() % 5000 + 1;
        }
      }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < i; j++) {
        d[i][j] = d[j][i];
      }
    }
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ofstream out(name);
    out << N << endl;
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        out << d[i][j] << " ";
      }
        out << endl;
    }
  }
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <vector>

#include <fstream>

#include <string>

using namespace std;

#define N 5000

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = i; j < N; j++) {

if (i == j) {

d[i][j] = 0;

} else {

d[i][j] = rand() % 5000 + 1;

}

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < i; j++) {

d[i][j] = d[j][i];

}

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ofstream out(name);

out << N << endl;

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

out << d[i][j] << " ";

}

out << endl;

}

return 0;

}

図5　テスト用データに基づく巡回セールスマン問題を山登り法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;
#define TL 3  //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int rand_num(int N){
  return rand() % N + 1;
}
int main(void) {
  long long ave = 0;
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    srand((unsigned)time(NULL));
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ifstream infile(name);
    int N;
    infile >> N;
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        infile >> d[i][j];
      }
    }
    vector<int> ans(N + 1);
    for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;
    ans[N] = 0;
    int st_time = clock();
    while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {
      int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);
      int L = rand_num(N), R = rand_num(N);
      if (L > R) swap(L, R);
      reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
      int af_dist = calc_dist(d, ans, N);
      if (af_dist > bf_dist) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
    }
    ave += calc_dist(d, ans, N);
  }
  cout << ave / 100.0 << endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

#include <vector>

#include <string>

#include <fstream>

using namespace std;

#define TL 3 //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int rand_num(int N){

return rand() % N + 1;

}

int main(void) {

long long ave = 0;

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

srand((unsigned)time(NULL));

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ifstream infile(name);

int N;

infile >> N;

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

infile >> d[i][j];

}

vector<int> ans(N + 1);

for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;

ans[N] = 0;

int st_time = clock();

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL) {

int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);

int L = rand_num(N), R = rand_num(N);

if (L > R) swap(L, R);

reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

int af_dist = calc_dist(d, ans, N);

if (af_dist > bf_dist) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

}

ave += calc_dist(d, ans, N);

}

cout << ave / 100.0 << endl;

return 0;

}

図7　テスト用データに基づく巡回セールスマン問題を焼きなまし法で解くC++プログラムの例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
#include <cmath>
using namespace std;
#define MAX_TMP 100.0  //初期温度
#define TL 3  //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];
  }
  return sum;
}
int rand_num(int N) {
  return rand() % N + 1;
}
double rand_p(void) {
  return (double)rand() / RAND_MAX;
}
int main(void) {
  srand((unsigned)time(NULL));
  long long ave = 0;
  for (int num = 1; num <= 100; num++) {
    string name = "case" + to_string(num) + ".txt";
    ifstream infile(name);
    int N;
    infile >> N;
    vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++) {
        infile >> d[i][j];
      }
    }
    vector<int> ans(N + 1);
    for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;
    ans[N] = 0;
    int st_time = clock();  //焼きなまし開始時間
    while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL ) {
      int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);
      int L = rand_num(N), R = rand_num(N);
      if (L > R) swap(L, R);
      reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
      int af_dist = calc_dist(d, ans, N);
      double t = (double)(clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC;  //経過時間
      double tmp = MAX_TMP - MAX_TMP * (t / TL);  //現在の温度
      double p = exp((bf_dist - af_dist) / tmp);  //採用確率
      if (rand_p() > p) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);
    }
    ave += calc_dist(d, ans, N);
  }
  cout << ave / 100.0 <<endl;
  return 0;
}

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#include <iostream>

#include <algorithm>

#include <vector>

#include <string>

#include <fstream>

#include <cmath>

using namespace std;

#define MAX_TMP 100.0 //初期温度

#define TL 3 //制限時間

int calc_dist(vector<vector<int>>& dist, vector<int>& ans, int N) {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < N; i++) {

sum += dist[ans[i]][ans[i+1]];

}

return sum;

}

int rand_num(int N) {

return rand() % N + 1;

}

double rand_p(void) {

return (double)rand() / RAND_MAX;

}

int main(void) {

srand((unsigned)time(NULL));

long long ave = 0;

for (int num = 1; num <= 100; num++) {

string name = "case" + to_string(num) + ".txt";

ifstream infile(name);

int N;

infile >> N;

vector<vector<int>> d(N, vector<int>(N));

for (int i = 0; i < N; i++) {

for (int j = 0; j < N; j++) {

infile >> d[i][j];

}

vector<int> ans(N + 1);

for (int i = 0; i < N; i++) ans[i] = i;

ans[N] = 0;

int st_time = clock(); //焼きなまし開始時間

while ((clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC < TL ) {

int bf_dist = calc_dist(d, ans, N);

int L = rand_num(N), R = rand_num(N);

if (L > R) swap(L, R);

reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

int af_dist = calc_dist(d, ans, N);

double t = (double)(clock() - st_time) / CLOCKS_PER_SEC; //経過時間

double tmp = MAX_TMP - MAX_TMP * (t / TL); //現在の温度

double p = exp((bf_dist - af_dist) / tmp); //採用確率

if (rand_p() > p) reverse(ans.begin() + L, ans.begin() + R);

}

ave += calc_dist(d, ans, N);

}

cout << ave / 100.0 <<endl;

return 0;

}

Markdownを活用する（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾・構造付けを手軽に行える記法であるMarkdownを用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。今回は、Markdownを用いて書籍を制作できる組版アプリ「Vivliostyle」の導入と、書籍作成の基本について説明します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図11　chap1.mdファイルの内容

# 後注と脚注の例

これは後注[^1]の例です。
インラインで後注^[これも章の後ろに表示される]もできます。

[^1]: 各章の後部にまとめて出力されるタイプの注釈

こちらは脚注<span class="footnote">ページ直下に表示される</span>です。

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# 後注と脚注の例

これは後注[^1]の例です。

インラインで後注^[これも章の後ろに表示される]もできます。

[^1]: 各章の後部にまとめて出力されるタイプの注釈

こちらは脚注<span class="footnote">ページ直下に表示される</span>です。

図12　chap2.mdファイルの内容

# {吾輩|わがはい}は猫である。

{吾輩|わがはい}は猫である。名前はまだ無い。

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# {吾輩|わがはい}は猫である。

{吾輩|わがはい}は猫である。名前はまだ無い。

Pythonあれこれ（Vol.91掲載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第21回では、「ハノイの塔」の解法「GDHP（Gniibe Distributed Hanoi Protocol）」の手順をアニメーションで表示するPythonアプリを作成します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図2　GDHPの手順をアニメーションで表示するJavaScriptコード

const COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',
                 'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ];
const NUM_OF_DISKS = COLORS.length;
const BASE_LENGTH = 200;
const C_WIDTH  = 3.732 * BASE_LENGTH;
const C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH;
const DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH;
const POLE_R = 15;
const POSITIONS = { 'Source'      : [0.268, 0.714],
                    'Auxiliary'   : [0.500, 0.286],
                    'Destination' : [0.732, 0.714] };
const FLASHING_COUNTER = 20;
const STEPS = 30;

class Vector {
  constructor(x,y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}
class Position extends Vector {
  constructor(x,y) { super(x,y); }
  move(vec) {
    this.x += vec.x;
    this.y += vec.y;
  }
}
class Disk {
  constructor(level) {
    this.level = level;
    this.color = COLORS[level];
    this.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R;
  }
}
class MovingDisk extends Disk {
  constructor(level,from,to) {
    super(level); 
    [sx,sy] = [from.pos.x,from.pos.y];
    [dx,dy] = [to.pos.x,  to.pos.y];
    this.pos = new Position(sx,sy);
    this.mvec = new Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS);
    this.move_ctr = 0;
    this.from = from;
    this.to = to;
  }
  step_forward() {
    this.pos.move(this.mvec);
    this.move_ctr++;
  }
  finish_p() {
    var ret_flag = false;
    if (ret_flag = (this.move_ctr == STEPS)) {
      this.to.disks.push(new Disk(this.level));
    }
    return ret_flag;
  }
}
class Tower {
  constructor(name, disks, direction=null) {
    this.name = name;
    this.disks = [];
    for (var i = 0; i < disks; i++) {
      this.disks.push(new Disk(i));
    }
    this.direction = direction;
    this.moving = false;
    this.flash_ctr = 0;
  }
  get toplevel() {
    var l = this.disks.length;
    // '-1' means there is no disk.
    return (l > 0) ? this.disks[l-1].level : -1;
  }
}
var src = new Tower('Source', NUM_OF_DISKS);
var aux = new Tower('Auxiliary',   0, src);
var dst = new Tower('Destination', 0, src);
// In the case of NUM_OF_DISKS is odd, 
// the src must face the src.
// Otherwise, the src faces the aux.
src.direction = (COLORS.length % 2 == 1) ? dst : aux;
// the reference to moving disk is stored to this variable.
var moving_disk = null;

function setup() {
  createCanvas(C_WIDTH, C_HEIGHT);
  frameRate(30);
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    [rx,ry] = POSITIONS[t.name];
    t.pos = new Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT);
  })
}
function base_drawing() {
  background('beige');
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    // draw disks
    t.disks.forEach(function(d) {
      stroke('black');
      fill(d.color);
      ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*d.r);
    })
    // draw a pole
    stroke('brown');
    fill(t.moving & (t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2) ? 'gold' : 'white');
    ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*POLE_R);
    // draw a direction
    stroke('navy');
    [sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y];
    [dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y];
    r = POLE_R / Math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy));
    [dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy];
    line(sx,sy,dx,dy);
  })
}
function flash_poles() {
  [src,aux,dst].forEach(function(t) {
    t.moving = (t.direction.direction === t);
    t.flash_ctr += 1;
    t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER;
  })
}
function pop_disk(src,aux,dst) {
  var towers = [src,aux,dst].filter(t => t.moving);
  var idx,from,to;
  idx = (towers[0].toplevel > towers[1].toplevel) ? 0 : 1;
  [from, to] = [towers[idx], towers[1-idx]];
  return new MovingDisk(from.disks.pop().level,from,to);
}
function draw_moving_disk() {
  var d = moving_disk;
  d.step_forward();
  stroke('black');
  fill(d.color);
  ellipse(d.pos.x,d.pos.y,2*d.r);
  return d.finish_p();
}
function turn() {
  [moving_disk.from,moving_disk.to].forEach(function(t) {
    t.direction = ([src,aux,dst]
      .filter(x => (x !== t) && (x !== t.direction)))[0];
    t.moving = false;
  })
}
function draw() {
  // base drawing
  base_drawing();
  // find two exchange-towers out of three
  flash_poles();
  // start moving
  if (moving_disk == null) {
    moving_disk = pop_disk(src,aux,dst);
  } else {
    if (draw_moving_disk()) {
      turn();
      moving_disk = null;
    }
  }
}

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const COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',

'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ];

const NUM_OF_DISKS = COLORS.length;

const BASE_LENGTH = 200;

const C_WIDTH = 3.732 * BASE_LENGTH;

const C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH;

const DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH;

const POLE_R = 15;

const POSITIONS = { 'Source' : [0.268, 0.714],

'Auxiliary' : [0.500, 0.286],

'Destination' : [0.732, 0.714] };

const FLASHING_COUNTER = 20;

const STEPS = 30;

class Vector {

constructor(x,y) {

this.x = x;

this.y = y;

}

class Position extends Vector {

constructor(x,y) { super(x,y); }

move(vec) {

this.x += vec.x;

this.y += vec.y;

}

class Disk {

constructor(level) {

this.level = level;

this.color = COLORS[level];

this.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R;

}

class MovingDisk extends Disk {

constructor(level,from,to) {

super(level);

[sx,sy] = [from.pos.x,from.pos.y];

[dx,dy] = [to.pos.x, to.pos.y];

this.pos = new Position(sx,sy);

this.mvec = new Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS);

this.move_ctr = 0;

this.from = from;

this.to = to;

}

step_forward() {

this.pos.move(this.mvec);

this.move_ctr++;

}

finish_p() {

var ret_flag = false;

if (ret_flag = (this.move_ctr == STEPS)) {

this.to.disks.push(new Disk(this.level));

}

return ret_flag;

}

class Tower {

constructor(name, disks, direction=null) {

this.name = name;

this.disks = [];

for (var i = 0; i < disks; i++) {

this.disks.push(new Disk(i));

}

this.direction = direction;

this.moving = false;

this.flash_ctr = 0;

}

get toplevel() {

var l = this.disks.length;

// '-1' means there is no disk.

return (l > 0) ? this.disks[l-1].level : -1;

}

var src = new Tower('Source', NUM_OF_DISKS);

var aux = new Tower('Auxiliary', 0, src);

var dst = new Tower('Destination', 0, src);

// In the case of NUM_OF_DISKS is odd,

// the src must face the src.

// Otherwise, the src faces the aux.

src.direction = (COLORS.length % 2 == 1) ? dst : aux;

// the reference to moving disk is stored to this variable.

var moving_disk = null;

function setup() {

createCanvas(C_WIDTH, C_HEIGHT);

frameRate(30);

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

[rx,ry] = POSITIONS[t.name];

t.pos = new Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT);

})

}

function base_drawing() {

background('beige');

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

// draw disks

t.disks.forEach(function(d) {

stroke('black');

fill(d.color);

ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*d.r);

})

// draw a pole

stroke('brown');

fill(t.moving & (t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2) ? 'gold' : 'white');

ellipse(t.pos.x,t.pos.y,2*POLE_R);

// draw a direction

stroke('navy');

[sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y];

[dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y];

r = POLE_R / Math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy));

[dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy];

line(sx,sy,dx,dy);

})

}

function flash_poles() {

[src,aux,dst].forEach(function(t) {

t.moving = (t.direction.direction === t);

t.flash_ctr += 1;

t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER;

})

}

function pop_disk(src,aux,dst) {

var towers = [src,aux,dst].filter(t => t.moving);

var idx,from,to;

idx = (towers[0].toplevel > towers[1].toplevel) ? 0 : 1;

[from, to] = [towers[idx], towers[1-idx]];

return new MovingDisk(from.disks.pop().level,from,to);

}

function draw_moving_disk() {

var d = moving_disk;

d.step_forward();

stroke('black');

fill(d.color);

ellipse(d.pos.x,d.pos.y,2*d.r);

return d.finish_p();

}

function turn() {

[moving_disk.from,moving_disk.to].forEach(function(t) {

t.direction = ([src,aux,dst]

.filter(x => (x !== t) && (x !== t.direction)))[0];

t.moving = false;

})

}

function draw() {

// base drawing

base_drawing();

// find two exchange-towers out of three

flash_poles();

// start moving

if (moving_disk == null) {

moving_disk = pop_disk(src,aux,dst);

} else {

if (draw_moving_disk()) {

turn();

moving_disk = null;

}

図3　Pygameを用いて描画ウィンドウを表示するPythonコード

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((640,480))
pygame.display.set_caption('Pygame Window')

while True:
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':
      pygame.quit()
      exit()

  screen.fill('lavender')

  pygame.display.flip()
  pygame.time.delay(30)

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import pygame

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((640,480))

pygame.display.set_caption('Pygame Window')

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':

pygame.quit()

exit()

screen.fill('lavender')

pygame.display.flip()

pygame.time.delay(30)

図5　GDHPの手順をアニメーションで表示するPythonコード

import pygame
import math

COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',
           'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ]
NUM_OF_DISKS = len(COLORS)
BASE_LENGTH = 200
C_WIDTH  = 3.732 * BASE_LENGTH
C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH
DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH
POLE_R = 15
POSITIONS = { 'Source'      : [0.268, 0.714],
              'Auxiliary'   : [0.500, 0.286],
              'Destination' : [0.732, 0.714] }
FLASHING_COUNTER = 20
STEPS = 30

class Vector:
  def __init__(self, x, y):
    self.x = x
    self.y = y
class Position(Vector):
  def __init__(self, x, y):
    super().__init__(x, y)
  def move(self, vec):
    self.x += vec.x
    self.y += vec.y
class Disk:
  def __init__(self, level):
    self.level = level
    self.color = COLORS[level]
    self.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R
class MovingDisk(Disk):
  def __init__(self, level, frm, to):
    super().__init__(level) 
    [sx, sy] = [frm.pos.x, frm.pos.y]
    [dx, dy] = [to.pos.x,  to.pos.y]
    self.pos = Position(sx,sy)
    self.mvec = Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS)
    self.move_ctr = 0
    self.frm = frm
    self.to = to
  def step_forward(self):
    self.pos.move(self.mvec)
    self.move_ctr += 1
  def finish_p(self):
    ret_flag = (self.move_ctr == STEPS)
    if ret_flag:
      self.to.disks.append(Disk(self.level))
    return ret_flag
class Tower:
  def __init__(self, name, disks, direction=None):
    self.name = name
    self.disks = []
    for i in range(disks):
      self.disks.append(Disk(i))
    self.direction = direction
    self.moving = False
    self.flash_ctr = 0
  def toplevel(self):
    l = len(self.disks)
    # '-1' means there is no disk.
    return self.disks[l-1].level if l > 0 else -1
def setup():
  pygame.init()
  screen = pygame.display.set_mode((C_WIDTH, C_HEIGHT))
  pygame.display.set_caption('GDHP')
  for t in [src,aux,dst]:
    [rx, ry] = POSITIONS[t.name]
    t.pos = Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT)
  return screen
def base_drawing():
  screen.fill('beige')
  for t in [src,aux,dst]:
    # draw disks
    for d in t.disks:
      pygame.draw.circle(screen, d.color, (t.pos.x,t.pos.y), d.r)
      pygame.draw.circle(screen, 'black', (t.pos.x,t.pos.y), d.r, 1)
    # draw a pole
    fillcolor = 'gold' \
      if t.moving and t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2 else 'white' 
    pygame.draw.circle(screen, fillcolor, (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R)
    pygame.draw.circle(screen, 'brown', (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R, 1)
    # draw a direction
    [sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y]
    [dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y]
    r = POLE_R / math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy))
    [dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy]
    pygame.draw.line(screen, (0,0,128), (sx,sy), (dx,dy), 3)
def flash_poles():
  for t in [src,aux,dst]:
    t.moving = (t.direction.direction == t)
    t.flash_ctr += 1
    t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER
def pop_disk(src,aux,dst):
  towers = list(filter(lambda x: x.moving, [src,aux,dst]))
  idx = 0 if towers[0].toplevel() > towers[1].toplevel() else 1
  [frm, to] = [towers[idx], towers[1-idx]]
  return MovingDisk(frm.disks.pop().level,frm,to) \
           if len(frm.disks) > 0 else None
def draw_moving_disk():
  d = moving_disk
  d.step_forward()
  pygame.draw.circle(screen, d.color, (d.pos.x,d.pos.y), d.r)
  pygame.draw.circle(screen, 'black', (d.pos.x,d.pos.y), d.r, 1)
  return d.finish_p()
def turn():
  for t in [moving_disk.frm,moving_disk.to]:
    t.direction = list(filter(
      lambda x: (x != t) and (x != t.direction), [src,aux,dst]))[0]
    t.moving = False
def draw():
  # base drawing
  base_drawing()
  # find two exchange-towers out of three
  flash_poles()
  # start moving
  finish_p = False
  mdisk = moving_disk
  if mdisk == None:
    mdisk = pop_disk(src,aux,dst)
    if mdisk == None:
      finish_p = True
  else:
    if draw_moving_disk():
      turn()
      mdisk = None
  return mdisk, finish_p
# main routine
if __name__ == '__main__':
  src = Tower('Source', NUM_OF_DISKS)
  aux = Tower('Auxiliary',   0, src)
  dst = Tower('Destination', 0, src)
  # In the case of NUM_OF_DISKS is odd, 
  # the src must face the src.
  # Otherwise, the src faces the aux.
  src.direction = dst if len(COLORS) % 2 == 1 else aux
  # the reference to moving disk is stored to this variable.
  moving_disk = None
  screen = setup()
  while True:
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':
        pygame.quit()
        exit()
    moving_disk, finish_p = draw()
    if finish_p:
      pygame.quit()
      exit()
    pygame.display.flip()
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import pygame

import math

COLORS = [ 'crimson', 'forestgreen', 'yellow', 'royalblue',

'saddlebrown', 'hotpink', 'darkorange', 'darkmagenta' ]

NUM_OF_DISKS = len(COLORS)

BASE_LENGTH = 200

C_WIDTH = 3.732 * BASE_LENGTH

C_HEIGHT = 3.500 * BASE_LENGTH

DISK_R = 0.9 * BASE_LENGTH

POLE_R = 15

POSITIONS = { 'Source' : [0.268, 0.714],

'Auxiliary' : [0.500, 0.286],

'Destination' : [0.732, 0.714] }

FLASHING_COUNTER = 20

STEPS = 30

class Vector:

def __init__(self, x, y):

self.x = x

self.y = y

class Position(Vector):

def __init__(self, x, y):

super().__init__(x, y)

def move(self, vec):

self.x += vec.x

self.y += vec.y

class Disk:

def __init__(self, level):

self.level = level

self.color = COLORS[level]

self.r = (DISK_R-POLE_R)*(NUM_OF_DISKS-level)/NUM_OF_DISKS + POLE_R

class MovingDisk(Disk):

def __init__(self, level, frm, to):

super().__init__(level)

[sx, sy] = [frm.pos.x, frm.pos.y]

[dx, dy] = [to.pos.x, to.pos.y]

self.pos = Position(sx,sy)

self.mvec = Vector((dx-sx)/STEPS,(dy-sy)/STEPS)

self.move_ctr = 0

self.frm = frm

self.to = to

def step_forward(self):

self.pos.move(self.mvec)

self.move_ctr += 1

def finish_p(self):

ret_flag = (self.move_ctr == STEPS)

if ret_flag:

self.to.disks.append(Disk(self.level))

return ret_flag

class Tower:

def __init__(self, name, disks, direction=None):

self.name = name

self.disks = []

for i in range(disks):

self.disks.append(Disk(i))

self.direction = direction

self.moving = False

self.flash_ctr = 0

def toplevel(self):

l = len(self.disks)

# '-1' means there is no disk.

return self.disks[l-1].level if l > 0 else -1

def setup():

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((C_WIDTH, C_HEIGHT))

pygame.display.set_caption('GDHP')

for t in [src,aux,dst]:

[rx, ry] = POSITIONS[t.name]

t.pos = Position(rx * C_WIDTH, ry * C_HEIGHT)

return screen

def base_drawing():

screen.fill('beige')

for t in [src,aux,dst]:

# draw disks

for d in t.disks:

pygame.draw.circle(screen, d.color, (t.pos.x,t.pos.y), d.r)

pygame.draw.circle(screen, 'black', (t.pos.x,t.pos.y), d.r, 1)

# draw a pole

fillcolor = 'gold' \

if t.moving and t.flash_ctr < FLASHING_COUNTER/2 else 'white'

pygame.draw.circle(screen, fillcolor, (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R)

pygame.draw.circle(screen, 'brown', (t.pos.x,t.pos.y), POLE_R, 1)

# draw a direction

[sx, sy] = [t.pos.x, t.pos.y]

[dx, dy] = [t.direction.pos.x, t.direction.pos.y]

r = POLE_R / math.sqrt((dx-sx)*(dx-sx)+(dy-sy)*(dy-sy))

[dx, dy] = [(dx-sx)*r+sx, (dy-sy)*r+sy]

pygame.draw.line(screen, (0,0,128), (sx,sy), (dx,dy), 3)

def flash_poles():

for t in [src,aux,dst]:

t.moving = (t.direction.direction == t)

t.flash_ctr += 1

t.flash_ctr %= FLASHING_COUNTER

def pop_disk(src,aux,dst):

towers = list(filter(lambda x: x.moving, [src,aux,dst]))

idx = 0 if towers[0].toplevel() > towers[1].toplevel() else 1

[frm, to] = [towers[idx], towers[1-idx]]

return MovingDisk(frm.disks.pop().level,frm,to) \

if len(frm.disks) > 0 else None

def draw_moving_disk():

d = moving_disk

d.step_forward()

pygame.draw.circle(screen, d.color, (d.pos.x,d.pos.y), d.r)

pygame.draw.circle(screen, 'black', (d.pos.x,d.pos.y), d.r, 1)

return d.finish_p()

def turn():

for t in [moving_disk.frm,moving_disk.to]:

t.direction = list(filter(

lambda x: (x != t) and (x != t.direction), [src,aux,dst]))[0]

t.moving = False

def draw():

# base drawing

base_drawing()

# find two exchange-towers out of three

flash_poles()

# start moving

finish_p = False

mdisk = moving_disk

if mdisk == None:

mdisk = pop_disk(src,aux,dst)

if mdisk == None:

finish_p = True

else:

if draw_moving_disk():

turn()

mdisk = None

return mdisk, finish_p

# main routine

if __name__ == '__main__':

src = Tower('Source', NUM_OF_DISKS)

aux = Tower('Auxiliary', 0, src)

dst = Tower('Destination', 0, src)

# In the case of NUM_OF_DISKS is odd,

# the src must face the src.

# Otherwise, the src faces the aux.

src.direction = dst if len(COLORS) % 2 == 1 else aux

# the reference to moving disk is stored to this variable.

moving_disk = None

screen = setup()

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.TEXTINPUT and event.text == 'q':

pygame.quit()

exit()

moving_disk, finish_p = draw()

if finish_p:

pygame.quit()

exit()

pygame.display.flip()

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特集2　ChatGPTで手軽に実現（Vol.91記載）

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐藤秀輔

対話型AIサービス「ChatGPT」が注目を集めています。特に、2023年3月に登場した「GPT-4」という大規模言語モデル（LLM）を利用可能になってからは自然言語の理解力が飛躍的に向上し、指示に基づいて、さまざまな処理を自動化できるようになっています。本特集では、ChatGPTを個人で活用する例として、家計簿レビューをさせる方法と、API（Application Programming Interface）を利用してWebスクレイピングをさせる方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.91は以下のリンク先でご購入できます。

図1　ランダムな家計簿データを生成するPythonスクリプト

import datetime
import random

itemlist = ['食料品', '外食費', '日用品', '家財道具',
            '交通費', '電気代', '水道代', 'ガス代',
            'ガソリン代', 'その他']

for i in range(366):
  basedate = datetime.datetime(2024, 1, 1)
  date = basedate + datetime.timedelta(days=i)
  item = itemlist[random.randrange(10)]
  amount = random.randrange(100) * 100
  print(f"{date.date()},{date.time()},{item},{amount}")

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import datetime

import random

itemlist = ['食料品', '外食費', '日用品', '家財道具',

'交通費', '電気代', '水道代', 'ガス代',

'ガソリン代', 'その他']

for i in range(366):

basedate = datetime.datetime(2024, 1, 1)

date = basedate + datetime.timedelta(days=i)

item = itemlist[random.randrange(10)]

amount = random.randrange(100) * 100

print(f"{date.date()},{date.time()},{item},{amount}")

図10　Webスクレイピング対象となるWebページの例

<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>サンプル商品リスト</title>
</head>
<body>
  <h1>商品リスト</h1>
  <div class="product" id="product1">
    <h2>商品名：スニーカー</h2>
    <p>価格：\5000</p>
    <p>評価：4.5 星</p>
  </div>
  <div class="product" id="product2">
    <h2>商品名：バックパック</h2>
    <p>価格：\8000</p>
    <p>評価：4.0 星</p>
  </div>
  <div class="product" id="product3">
    <h2>商品名：水筒</h2>
    <p>価格：\1500</p>
    <p>評価：4.8 星</p>
  </div>
</body>
</html>

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<!DOCTYPE html>

<head>

<title>サンプル商品リスト</title>

</head>

<body>

<h1>商品リスト</h1>

<h2>商品名：スニーカー</h2>

</div>

<h2>商品名：バックパック</h2>

</div>

</div>

</body>

</html>

図11　Webスクレイピング用のPythonスクリプトの例

import json
from bs4 import BeautifulSoup

# HTMLファイルを開く
with open('sample.html', 'r', encoding='utf-8') as file:
  html_content = file.read()
# BeautifulSoupオブジェクトを作成
soup = BeautifulSoup(html_content, 'lxml')
# 商品情報を抽出
products = soup.find_all('div', class_='product')
product_list = []
for product in products:
  product_name = product.find('h2').text.replace('商品名：', '').strip()
  price = product.find_all('p')[0].text.replace('価格：', '').strip()
  rating = product.find_all('p')[1].text.replace('評価：', '').strip()
  # 各商品情報を辞書として追加
  product_list.append({
    '商品名': product_name,
    '価格': price,
    '評価': rating
  })
# JSON形式で結果を出力
json_output = json.dumps(product_list, ensure_ascii=False, indent=4)
print(json_output)

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import json

from bs4 import BeautifulSoup

# HTMLファイルを開く

with open('sample.html', 'r', encoding='utf-8') as file:

html_content = file.read()

# BeautifulSoupオブジェクトを作成

soup = BeautifulSoup(html_content, 'lxml')

# 商品情報を抽出

products = soup.find_all('div', class_='product')

product_list = []

for product in products:

product_name = product.find('h2').text.replace('商品名：', '').strip()

price = product.find_all('p')[0].text.replace('価格：', '').strip()

rating = product.find_all('p')[1].text.replace('評価：', '').strip()

# 各商品情報を辞書として追加

product_list.append({

'商品名': product_name,

'価格': price,

'評価': rating

})

# JSON形式で結果を出力

json_output = json.dumps(product_list, ensure_ascii=False, indent=4)

print(json_output)

シェルスクリプトマガジンvol.91 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　統合開発環境「Theia IDE」正式版リリース
005　レポート　サイバーエージェントがVLM、新LLM公開
006　製品レビュー　パソコン「ASUS Vivobook S 15 S5507QA」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Oracle Cloud Infrastructure入門/福島耕平、中村峻大
020　特集2　ChatGPTで手軽に実現/佐藤秀輔　コード掲載
028　特別企画　イノシシ撃退機を作るハード製作編/米田聡
036　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
042　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
052　香川大学SLPからお届け！/佐藤楓真　コード掲載
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
064　これだけは覚えておきたいLinuxコマンド/大津真　コード掲載
073　ユニケージレポート/田中湧也
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「要求工学を取り入れる」/シェル魔人

Vol.91

投稿日：2024.07.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　オラクルといえば、基幹システムでも利用されるリレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）製品を開発・販売する企業というイメージがあります。しかし、それだけではありません。「AWS」（Amazon Web Services）や「Microsoft Azure」、「GCP」（Google Cloud Platform）と同等のクラウドサービスとして「Oracle Cloud Infrastructure」（OCI）を提供しています。
　特集1では、このOCIの特徴を分かりやすく解説しています。また、30日間無料で試せる「OCI Cloud Free Tier」を利用してIaaS（Infrastructure as a Service）によるコンピュートインスタンスの立ち上げ方法も紹介しています。実際に触ってみて、データベースだけでないOCIの魅力を感じてください。
　特集2では、生成AIチャット「ChatGPT」の実用例として、支出を分析する「家計簿レビュー」と、Webページから必要な情報を抽出する「Webスクレイピング」の二つを紹介しています。前者は対話形式で分析、後者はAPI（Application Programming Interface）を用いて情報を抽出しています。話題のChatGPTの能力を体験してみてください。
　特別企画では、「Interface」「CQ ham radio」「トランジスタ技術」などの雑誌を出版するCQ出版社の協力を得て、同社が販売する「イノシシ撃退機部品セットVer.1」の組み立て方を紹介しています。農業分野でもITを活用することで、さまざまなメリットが生まれます。このイノシシ撃退機は、イノシシの鳴き声を使うため、安全にイノシシを追い払えます。
　このほか、ユニケージレポートでは、長崎県で2024年6月12～14日に開催された「ソフトウェア・シンポジウム2024」でのユニケージ技術発表と、シェルやシェルスクリプトに関するワークショップを紹介しました。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.91。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.91 補足情報

投稿日：2024.07.19　｜　カテゴリー：　コード

特集2　ChatGPTで手軽に実現

　クラウド型家計簿アプリ「Dr.Wallet」のサンプルデータがここからダウンロードできます。家計簿を付けていない人は、こちらを利用してください。なお、本サンプルデータ中のショップ名、電話番号、住所の情報はすべて架空のものです。実在の企業や事業者とは関係ありません。

情報は随時更新致します。

Pythonあれこれ

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第20回では、データの可視化などにも活用できるWebアプリケーションフレームワーク「Streamlit」の、より進んだ使い方を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図4　プルダウンメニューでサブページに移動できるようにしたコード

import streamlit as st

selected = st.selectbox('なに食べる？',
                        ('-', 'ramen', 'curry', 'katsudon'))
pages = {'ramen': 'pages/1_🍜_ramen.py',
         'curry': 'pages/2_🍛_curry.py',
         'katsudon': 'pages/3_🍚_katsudon.py' }
if selected in pages.keys():
  st.switch_page(pages[selected])

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import streamlit as st

selected = st.selectbox('なに食べる？',

('-', 'ramen', 'curry', 'katsudon'))

pages = {'ramen': 'pages/1_🍜_ramen.py',

'curry': 'pages/2_🍛_curry.py',

'katsudon': 'pages/3_🍚_katsudon.py' }

if selected in pages.keys():

st.switch_page(pages[selected])

図8　「1_edit.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
df = st.data_editor(df)
clicked = st.button('保存', type='primary',
                    on_click=lambda:\
                    df.to_excel('TODO.xlsx', index=False))
if (clicked):
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

df = st.data_editor(df)

clicked = st.button('保存', type='primary',

on_click=lambda:\

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False))

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

図11　「2_new.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
title = st.text_input(label='タイトル')
memo = st.text_area(label='内容')
date = st.date_input(label='締切')
done = False
def append():
  global df
  df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],
                         '内容':     [memo], 
                         '締切':     [date],
                         '実施':     [done]})
  df = pd.concat([df, df_new])
  df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)
clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)
if (clicked): 
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

title = st.text_input(label='タイトル')

memo = st.text_area(label='内容')

date = st.date_input(label='締切')

done = False

def append():

global df

df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],

'内容': [memo],

'締切': [date],

'実施': [done]})

df = pd.concat([df, df_new])

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)

clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

図11　「2_new.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st
import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')
title = st.text_input(label='タイトル')
memo = st.text_area(label='内容')
date = st.date_input(label='締切')
done = False
def append():
  global df
  df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],
                         '内容':     [memo], 
                         '締切':     [date],
                         '実施':     [done]})
  df = pd.concat([df, df_new])
  df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)
clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)
if (clicked): 
  st.switch_page('index.py')

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import streamlit as st

import pandas as pd

df = pd.read_excel('TODO.xlsx')

title = st.text_input(label='タイトル')

memo = st.text_area(label='内容')

date = st.date_input(label='締切')

done = False

def append():

global df

df_new = pd.DataFrame({'タイトル': [title],

'内容': [memo],

'締切': [date],

'実施': [done]})

df = pd.concat([df, df_new])

df.to_excel('TODO.xlsx', index=False)

clicked = st.button('登録', type='primary', on_click=append)

if (clicked):

st.switch_page('index.py')

香川大学SLPからお届け！（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：小河原直道

Raspberry Pi 5（以下、ラズパイ5）が日本でも発売され、私も購入しました。センサーとの接続やサーバーの構築をしてみたいと思ったため、湿温度/気圧/CO₂濃度を測定できるセンサーを接続し、その値をWebブラウザから確認できるシステムを作成しました。このシステムの作成ポイントについて解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図8　BME280のチップIDを読み出すPythonコード

import spidev
# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする
def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:
  rw_flag = 0b1000_0000
  if rw == "w":
    rw_flag = 0b0000_0000
  return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0) # bus0, cs0
spi.mode = 0   # mode0, CPOL=CPHA=0
spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz
bme_id = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xD0), 0])
print(f"id: {hex(bme_id[1])}")
spi.close()

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import spidev

# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする

def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:

rw_flag = 0b1000_0000

if rw == "w":

rw_flag = 0b0000_0000

return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)

spi = spidev.SpiDev()

spi.open(0, 0) # bus0, cs0

spi.mode = 0 # mode0, CPOL=CPHA=0

spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz

bme_id = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xD0), 0])

print(f"id: {hex(bme_id[1])}")

spi.close()

図9　BME280の気温データを読み出すPythonコード

import spidev
# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする
def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:
  rw_flag = 0b1000_0000
  if rw == "w":
    rw_flag = 0b0000_0000
  return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0) # bus0, cs0
spi.mode = 0   # mode0, CPOL=CPHA=0
spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz
# 湿度の測定を有効化。オーバーサンプリングx1
r = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xF2), 0])[1]
ctrl_hum = r & 0b1111_1000 | 0b001
spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF2), ctrl_hum])
# 気圧、気温の測定を有効化。オーバーサンプリングx1、ノーマルモードに
ctrl_meas = (0b001 << 5) + (0b001 << 3) + 0b11
spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF4), ctrl_meas])
# 気温データの読み出し
temp_raw_bins = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xFA), 0, 0, 0])
temp_raw = (temp_raw_bins[1] << 8+4) | (temp_raw_bins[2] << 4) |\
  ((temp_raw_bins[3]>>4) & 0b00001111)
print(f"気温: {temp_raw}")
spi.close()

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import spidev

# 読み取りは8ビット目を「1」に, 書き込みは「0」にする

def get_reg_addr(rw: str, addr: int) -> int:

rw_flag = 0b1000_0000

if rw == "w":

rw_flag = 0b0000_0000

return rw_flag | (addr & 0b0111_1111)

spi = spidev.SpiDev()

spi.open(0, 0) # bus0, cs0

spi.mode = 0 # mode0, CPOL=CPHA=0

spi.max_speed_hz = 10 * 10**6 # 10MHz

# 湿度の測定を有効化。オーバーサンプリングx1

r = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xF2), 0])[1]

ctrl_hum = r & 0b1111_1000 | 0b001

spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF2), ctrl_hum])

# 気圧、気温の測定を有効化。オーバーサンプリングx1、ノーマルモードに

ctrl_meas = (0b001 << 5) + (0b001 << 3) + 0b11

spi.xfer2([get_reg_addr("w", 0xF4), ctrl_meas])

# 気温データの読み出し

temp_raw_bins = spi.xfer2([get_reg_addr("r", 0xFA), 0, 0, 0])

temp_raw = (temp_raw_bins[1] << 8+4) | (temp_raw_bins[2] << 4) |\

((temp_raw_bins[3]>>4) & 0b00001111)

print(f"気温: {temp_raw}")

spi.close()

図10　MH-Z19CのCO2濃度データを読み出すPythonコード

import serial
import sys
import time

serial = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA0", timeout=5)
# 念のためバッファをリセットする
serial.reset_input_buffer()
serial.reset_output_buffer()
time.sleep(2) # 待ち時間は適宜増減して調整
s = bytearray.fromhex("FF 01 86 00 00 00 00 00 79")
serial.write(s)
r = serial.read(size=9)
serial.close()
if r[0] != 0xFF:
  print("invalid data\n")
  sys.exit(-1)
for_check=0
for i, b in enumerate(r):
  if i==0 or i==8:
    continue
  # チェックサムは1バイトのみ、あふれた分は捨てる
  for_check = for_check + b & 0b1111_1111
for_check = 0xFF - for_check + 1
if r[8] != for_check:
  print("checksum error\n")
  sys.exit(-1)
print(f"{r[2]*256 + r[3]} ppm")

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import serial

import sys

import time

serial = serial.Serial(port="/dev/ttyAMA0", timeout=5)

# 念のためバッファをリセットする

serial.reset_input_buffer()

serial.reset_output_buffer()

time.sleep(2) # 待ち時間は適宜増減して調整

s = bytearray.fromhex("FF 01 86 00 00 00 00 00 79")

serial.write(s)

r = serial.read(size=9)

serial.close()

if r[0] != 0xFF:

print("invalid data\n")

sys.exit(-1)

for_check=0

for i, b in enumerate(r):

if i==0 or i==8:

continue

# チェックサムは1バイトのみ、あふれた分は捨てる

for_check = for_check + b & 0b1111_1111

for_check = 0xFF - for_check + 1

if r[8] != for_check:

print("checksum error\n")

sys.exit(-1)

print(f"{r[2]*256 + r[3]} ppm")

図12　測定データをデータベースに保存するPythonコード

import mariadb
import sys

try:
  conn = mariadb.connect(
    user     = ユーザー名,  password = パスワード,
    host     = "127.0.0.1", port     = 3306,
    database = "sensor1",   autocommit = True
  )
except mariadb.Error as e:
  print(f"db connect error: {e}")
  sys.exit(-1)
cur = conn.cursor()
sql = 'INSERT INTO sensor (datetime, temp, humid, press, co2) VALUES(NOW(), ?, ?, ?, ?)'
データ（temp_data、humid_data、press_data、co2_data）取得用コードをここに記述
try:
  cur.execute(sql, (temp_data, humid_data, press_data, co2_data))
except Exception as e:
  print(f"insert error: {e}")
finally:
  cur.close()
conn.close()

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import mariadb

import sys

try:

conn = mariadb.connect(

user = ユーザー名, password = パスワード,

host = "127.0.0.1", port = 3306,

database = "sensor1", autocommit = True

)

except mariadb.Error as e:

print(f"db connect error: {e}")

sys.exit(-1)

cur = conn.cursor()

sql = 'INSERT INTO sensor (datetime, temp, humid, press, co2) VALUES(NOW(), ?, ?, ?, ?)'

データ（temp_data、humid_data、press_data、co2_data）取得用コードをここに記述

try:

cur.execute(sql, (temp_data, humid_data, press_data, co2_data))

except Exception as e:

print(f"insert error: {e}")

finally:

cur.close()

conn.close()

図13　「db/db_pool.js」ファイルに記述するコード

const mariadb = require("mariadb");
const pool = mariadb.createPool({
  host:     "localhost",
  user:     ユーザー名,
  password: パスワード,
  database: "sensor1",
  connectionLimit: 5,
});
module.exports = pool;

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const mariadb = require("mariadb");

const pool = mariadb.createPool({

host: "localhost",

user: ユーザー名,

password: パスワード,

database: "sensor1",

connectionLimit: 5,

});

module.exports = pool;

図14　「route/api_v1.js」ファイルに記述するコード（抜粋）

const router = require("express").Router();
const pool = require("../db/db_pool");
function getColumnName(sensor){
  switch(sensor){
    case "all":return "*";
    case "temperature": return "datetime, temp"
    case "humidity": return "datetime, humid"
    case "pressure": return "datetime, press"
    case "co2": return "datetime, co2"
    default: throw new Error("sensor name error");
  }
}
router.get("/:sensor/latest", async(req, res) => {
  let sqlCol;
  try{
    sqlCol = getColumnName(req.params.sensor);
  } catch (e) { return res.status(404).send(`bad sensor name`); }
  try{
    let dbRes = await pool.query(
      `select {sqlCol} from sensor order by datetime desc limit 1`
    );
    // クエリー結果の最初のレコードをJSON形式で送る
    return res.status(200).json(dbRes[0]);
  } catch(err) {
    return res.status(500).json({mes:err.toString()});
  }
});
module.exports = router;

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const router = require("express").Router();

const pool = require("../db/db_pool");

function getColumnName(sensor){

switch(sensor){

case "all":return "*";

case "temperature": return "datetime, temp"

case "humidity": return "datetime, humid"

case "pressure": return "datetime, press"

case "co2": return "datetime, co2"

default: throw new Error("sensor name error");

}

router.get("/:sensor/latest", async(req, res) => {

let sqlCol;

try{

sqlCol = getColumnName(req.params.sensor);

} catch (e) { return res.status(404).send(`bad sensor name`); }

try{

let dbRes = await pool.query(

`select {sqlCol} from sensor order by datetime desc limit 1`

);

// クエリー結果の最初のレコードをJSON形式で送る

return res.status(200).json(dbRes[0]);

} catch(err) {

return res.status(500).json({mes:err.toString()});

}

});

module.exports = router;

図15　「route/index.js」ファイルに記述するコード

const express = require('express');
const router = express.Router();
const path = require('path');
router.get("/", (req, res) => {
  res.sendFile(path.join(__dirname, "../view/index.html"));
});
router.use("/api/v1", require("./api_v1"));
module.exports = router;

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const express = require('express');

const router = express.Router();

const path = require('path');

router.get("/", (req, res) => {

res.sendFile(path.join(__dirname, "../view/index.html"));

});

router.use("/api/v1", require("./api_v1"));

module.exports = router;

図16　「app.js」ファイルに記述するコード

const express = require("express");
const app = express();
const path = require('path');
app.use("/", require("./route/index"));
app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));
app.all("*", (req, res) => {
  return res.sendStatus(404);
});
app.listen(3000, () => {
  console.log("Listening at port 3000");
});

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const express = require("express");

const app = express();

const path = require('path');

app.use("/", require("./route/index"));

app.use(express.static(path.join(__dirname, "public")));

app.all("*", (req, res) => {

return res.sendStatus(404);

});

app.listen(3000, () => {

console.log("Listening at port 3000");

});

Markdownを活用する（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本連載では文書の装飾や構造付けを手軽に行える記法である「Markdown」を用いて、さまざまな文書や成果物を作成する方法を紹介します。今回も前回に引き続き、Markdownベースの高機能なノートアプリ「Obsidian」を扱います。前回の内容を踏まえて、Obsidianの発展的な使い方を紹介します。

図11　デイリーノートのテンプレート（テンプレート_カレー日記）

テンプレート_カレー日記
作成日時：{{date}} {{time}}

## 今日のカレー

- メニュー：
- 感想：
- 評価：★★★☆☆

## お店の情報

- 店名：
- 住所：
- 最寄り駅：
- URL：

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テンプレート_カレー日記

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## 今日のカレー

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Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.90掲載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無
線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第6回は、DHT-11で測った湿温度をグラフ化します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図2　10 分おきに湿温度を測定して配列に保存する「DhtDataLogger」クラスのコード（ddl.py）

import dht
import time
import gc
import micropython
import _thread
from machine import Pin
from machine import RTC
from machine import Timer

DHT_PIN = 15
TICK = 10
SIZE = 144

class DhtDataLogger():
    
    def __init__(self, dht_gpio = DHT_PIN, tick=TICK, size=SIZE):
        self.rtc = RTC()
        self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))
        self.data = []
        self.tick = tick
        self.size = size
        # 1分おきにタイマー割り込みを呼ぶ
        self.timer = Timer(period=60*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)
        self.lock = _thread.allocate_lock()
    
    def _timer_handler(self, t):
        now = self.rtc.datetime()
        if now[5] % self.tick == 0:        
            micropython.schedule(self._logger, now)
    
    def _logger(self, now):
        # ロックをかける
        self.lock.acquire()
        try:
            self.dht.measure()
        except OSError as e:
            pass
        
        # 測定日時
        nowstr = "{0:02d}:{1:02d}:{2:02d}".format(now[4],now[5],now[6])
        self.data.append([nowstr, self.dht.temperature(), self.dht.humidity()])
        if len(self.data) > self.size:
            del self.data[0]
        # debug
        # print(self.data[-1])
        # ロック解除
        self.lock.release()
        # ガベージコレクト
        gc.collect()

    def get_data(self):
        if len(self.data) == 0:
            return None
        # 配列のコピーを返す        
        rval = []
        self.lock.acquire()
        for v in self.data:
            rval.append(v)
        self.lock.release()
        return rval

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import dht

import time

import gc

import micropython

import _thread

from machine import Pin

from machine import RTC

from machine import Timer

DHT_PIN = 15

TICK = 10

SIZE = 144

class DhtDataLogger():

def __init__(self, dht_gpio = DHT_PIN, tick=TICK, size=SIZE):

self.rtc = RTC()

self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))

self.data = []

self.tick = tick

self.size = size

# 1分おきにタイマー割り込みを呼ぶ

self.timer = Timer(period=60*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)

self.lock = _thread.allocate_lock()

def _timer_handler(self, t):

now = self.rtc.datetime()

if now[5] % self.tick == 0:

micropython.schedule(self._logger, now)

def _logger(self, now):

# ロックをかける

self.lock.acquire()

try:

self.dht.measure()

except OSError as e:

pass

# 測定日時

nowstr = "{0:02d}:{1:02d}:{2:02d}".format(now[4],now[5],now[6])

self.data.append([nowstr, self.dht.temperature(), self.dht.humidity()])

if len(self.data) > self.size:

del self.data[0]

# debug

# print(self.data[-1])

# ロック解除

self.lock.release()

# ガベージコレクト

gc.collect()

def get_data(self):

if len(self.data) == 0:

return None

# 配列のコピーを返す

rval = []

self.lock.acquire()

for v in self.data:

rval.append(v)

self.lock.release()

return rval

図3　蓄積した湿温度をグラフとして表示する簡易Webサーバーのプログラム（main.py）

import usocket as socket
import network
import time
import ujson as json
import gc
from machine import Timer
from ddl import DhtDataLogger

http_header = '''
HTTP/1.1 200 OK\r
Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r
Cache-Control: no-store, no-cache, max-age=0, must-revalidate, proxy-revalidate\r
Connection: close\r
\r
'''

html_base='''
<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Pico W</title>
</head>
%s
</html>
'''

graph_body = '''
<body>
  <canvas id="DHTChart"></canvas>
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/Chart.js/2.7.2/Chart.bundle.js"></script>
    
  <script>
  var dhtc = document.getElementById("DHTChart");
  var DHTChart = new Chart(dhtc, {
    type: 'line',
    data: {
      labels: %s,
      datasets: [
        {
          label: '気温（度）',
          data: %s,
          borderColor: "rgba(255,0,0,1)",
          backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"
        },
        {
          label: '湿度（％）',
          data: %s,
          borderColor: "rgba(0,0,255,1)",
          backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"
        }
      ],
    },
    options: {
      title: {
        display: true,
        text: '気温と湿度'
      },
      scales: {
        yAxes: [{
          ticks: {
            suggestedMax: 100,
            suggestedMin: -10,
            stepSize: 10,
          }
        }]
      },
    }
  });
  </script>
</body>
'''

logger = DhtDataLogger()

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('', 80))
sock.listen(4)

try:
    while True:
        conn, addr = sock.accept()
        connect_from = str(addr[0])
        req = conn.recv(1024).decode()
        if req.startswith('GET / HTTP/1.1'):
            tlist = logger.get_data()
            if tlist is None:
                body = html_base % ("<body><h1>Data not ready</h1></body>")
            else:
                labels = []
                temps = []
                hums = []
                for v in tlist:
                    labels.append(v[0])
                    temps.append(v[1])
                    hums.append(v[2])
                body = graph_body % (json.dumps(labels), json.dumps(temps), json.dumps(hums))
            
            html = html_base % (body)
            # 送信            
            conn.send(http_header)
            conn.sendall(html)
            conn.close()
                        
        else:
            conn.sendall('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')
            conn.close()
    
        gc.collect()

except KeyboardInterrupt:
    pass

sock.close()

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import usocket as socket

import network

import time

import ujson as json

import gc

from machine import Timer

from ddl import DhtDataLogger

http_header = '''

HTTP/1.1 200 OK\r

Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r

Cache-Control: no-store, no-cache, max-age=0, must-revalidate, proxy-revalidate\r

Connection: close\r

\r

'''

html_base='''

<!DOCTYPE html>

<head>

</head>

%s

</html>

'''

graph_body = '''

<body>

var dhtc = document.getElementById("DHTChart");

var DHTChart = new Chart(dhtc, {

type: 'line',

data: {

labels: %s,

datasets: [

{

label: '気温（度）',

data: %s,

borderColor: "rgba(255,0,0,1)",

backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"

},

{

label: '湿度（％）',

data: %s,

borderColor: "rgba(0,0,255,1)",

backgroundColor: "rgba(0,0,0,0)"

}

],

},

options: {

title: {

display: true,

text: '気温と湿度'

},

scales: {

yAxes: [{

ticks: {

suggestedMax: 100,

suggestedMin: -10,

stepSize: 10,

}

}]

},

}

});

</script>

</body>

'''

logger = DhtDataLogger()

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sock.bind(('', 80))

sock.listen(4)

try:

while True:

conn, addr = sock.accept()

connect_from = str(addr[0])

req = conn.recv(1024).decode()

if req.startswith('GET / HTTP/1.1'):

tlist = logger.get_data()

if tlist is None:

body = html_base % ("<body><h1>Data not ready</h1></body>")

else:

labels = []

temps = []

hums = []

for v in tlist:

labels.append(v[0])

temps.append(v[1])

hums.append(v[2])

body = graph_body % (json.dumps(labels), json.dumps(temps), json.dumps(hums))

html = html_base % (body)

# 送信

conn.send(http_header)

conn.sendall(html)

conn.close()

else:

conn.sendall('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')

conn.close()

gc.collect()

except KeyboardInterrupt:

pass

sock.close()

特集2　NVIDIA NeMoで独自の生成AIを構築する（Vol.90記載）

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：澤井理紀、藤田充矩

大規模言語モデル（LLM）に基づく生成AIが注目を集めています。そうした生成AIを活用するには、LLMを特定のタスクやデータセットに最適化する「ファインチューニング」が欠かせません。本特集では、生成AIを支える技術を解説した上で、NVIDIAが提供する生成AI向けのフレームワーク「NVIDIA NeMo」を使って独自の生成AIをローカル環境に構築し、LLMをファインチューニングする方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.90は以下のリンク先でご購入できます。

図2　LLMダウンロード用のPythonスクリプト

import os
from huggingface_hub import snapshot_download

MODEL_DIR = "./models"
os.makedirs(MODEL_DIR, exist_ok=True)
snapshot_download(
    repo_id="elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",
    local_dir=f"{MODEL_DIR}/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",
    local_dir_use_symlinks=False
    )

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import os

from huggingface_hub import snapshot_download

MODEL_DIR = "./models"

os.makedirs(MODEL_DIR, exist_ok=True)

snapshot_download(

repo_id="elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",

local_dir=f"{MODEL_DIR}/ELYZA-japanese-Llama-2-7b",

local_dir_use_symlinks=False

)

図4　PEFTに使用するデータセットの形式を変換するPythonスクリプト

import json
import os
import random

INPUT_TRAIN = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/train-v1.1.json"
INPUT_VALID = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/valid-v1.1.json"
OUTPUT_DIR = "./data/jcommonsenseqa-v1.1"
random.seed(42)
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def write_jsonl(fname, json_objs):
    with open(fname, 'wt') as f:
        for o in json_objs:
            f.write(json.dumps(o, ensure_ascii=False)+"\n")
def form_question(obj):
    st = ""
    st += "### 指示:\n"
    st += "与えられた選択肢の中から、最適な答えを選んでください。"
    st += "出力は以下から選択してください：\n"
    st += f"- {obj['choice0']}\n"
    st += f"- {obj['choice1']}\n"
    st += f"- {obj['choice2']}\n"
    st += f"- {obj['choice3']}\n"
    st += f"- {obj['choice4']}\n"
    st += "### 入力:\n"
    st += f"{obj['question']}\n"
    st += "### 応答:"
    return st
def prosess(input_path, train=False):
    with open(input_path) as f:
        dataset = [json.loads(line) for line in f.readlines()]
    processed = []
    for data in dataset:
        prompt = form_question(data)
        answer = data[f"choice{data['label']}"]
        processed.append({"input": prompt, "output": f"{answer}"})
    if train:
        random.shuffle(processed)
        train_ds = processed[:-1000]
        valid_ds = processed[-1000:]
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/train-v1.1.jsonl", train_ds)
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/valid-v1.1.jsonl", valid_ds)
    else:
        write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/test-v1.1.jsonl", processed)
    return
def main():
    prosess(INPUT_TRAIN, train=True)
    prosess(INPUT_VALID)
if __name__ == "__main__":
    main()

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import json

import os

import random

INPUT_TRAIN = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/train-v1.1.json"

INPUT_VALID = "./JGLUE/datasets/jcommonsenseqa-v1.1/valid-v1.1.json"

OUTPUT_DIR = "./data/jcommonsenseqa-v1.1"

random.seed(42)

os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)

def write_jsonl(fname, json_objs):

with open(fname, 'wt') as f:

for o in json_objs:

f.write(json.dumps(o, ensure_ascii=False)+"\n")

def form_question(obj):

st = ""

st += "### 指示:\n"

st += "与えられた選択肢の中から、最適な答えを選んでください。"

st += "出力は以下から選択してください：\n"

st += f"- {obj['choice0']}\n"

st += f"- {obj['choice1']}\n"

st += f"- {obj['choice2']}\n"

st += f"- {obj['choice3']}\n"

st += f"- {obj['choice4']}\n"

st += "### 入力:\n"

st += f"{obj['question']}\n"

st += "### 応答:"

return st

def prosess(input_path, train=False):

with open(input_path) as f:

dataset = [json.loads(line) for line in f.readlines()]

processed = []

for data in dataset:

prompt = form_question(data)

answer = data[f"choice{data['label']}"]

processed.append({"input": prompt, "output": f"{answer}"})

if train:

random.shuffle(processed)

train_ds = processed[:-1000]

valid_ds = processed[-1000:]

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/train-v1.1.jsonl", train_ds)

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/valid-v1.1.jsonl", valid_ds)

else:

write_jsonl(f"{OUTPUT_DIR}/test-v1.1.jsonl", processed)

return

def main():

prosess(INPUT_TRAIN, train=True)

prosess(INPUT_VALID)

if __name__ == "__main__":

main()

シェルスクリプトマガジンvol.90 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　米OpenAI社の新LLM「GPT-4o」登場
005　レポート　JPEGライブラリ「jpegli」公開
006　製品レビュー　バイク用エアバッグ「TECH-AIR 5」
007　NEWS FLASH
008　特集1　2024年大注目のMicrosoft Copilot/三沢友治
018　特集2　NVIDIA NeMoで独自の生成AIを構築する/澤井理紀、藤田充矩　コード掲載
026　特集3　Raspberry Pi 5を使う/麻生二郎
036　特別企画　AlmaLinux 9のインストール/麻生二郎
042　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
046　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
052　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
056　香川大学SLPからお届け！/小河原直道　コード掲載
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068　これだけは覚えておきたいLinuxコマンド/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「プロジェクトリーダーの役割」/シェル魔人

Vol.90

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　バックナンバー

　AI（人工知能）による文章、画像、映像、会話、音楽などの自動生成技術「生成AI」がとても注目されています。特に、レポートで紹介した、米OpenAI社の大規模言語モデル（LLM）「GPT-4o」は、人と会話しているように話せる驚きの技術です。シェルスクリプトマガジンでもこの生成AIに着目し、特集1と特集2でも生成AIに関するサービスや技術を取り上げました。
　特集1では、マイクロソフトが提供する生成AIサービス「Microsoft Copilot」を紹介しています。同サービスは、オフィスソフト「Microsoft Office」を含むクラウドサービス「Microsoft 365」から利用できます。そのため、ビジネス分野における生成AIの活用が期待できます。
　特集2では、米NVIDIA社の生成AIフレームワーク「NVIDIA NeMo」による独自生成AI環境を構築する方法を解説しています。同社は、生成AIや機械学習などに不可欠な半導体チップ（素子）「GPU」（Graphics Processing Unit）において世界トップシェアの企業であり、AIに関する多くの最先端技術を有しています。
　特集3では、2024年2月に国内販売が開始された小型コンピュータボードの最上位機種「Raspberry Pi 5」を紹介しています。Raspberry Pi 5では、CPUやGPUの性能が向上し、PCI Expressの外部インタフェースが追加されています。このPCI ExpressにSSDを接続することで、ストレージの高速化と大容量化が期待できます。AI分野でも活用が進む小型コンピュータとして注目の製品です。
　特別企画では、2024年6月末でサポートが切れるLinuxディストリビューション「CentOS Linux」の代替となる「AlmaLinux」のインストール方法を紹介しました。AlmaLinuxは無料で利用でき、サポートが必要なら国内でも有償で受けられます。ビジネスの分野で利用する場合なら、お薦めの代替候補です。
　このほか、新連載として「これだけは覚えておきたいLinuxコマンド」が始まりました。数回に分けて、初心者向けに知っておくべきLinuxコマンドをまとめています。
　今回も読み応え十分のシェルスクリプトマガジン Vol.90。お見逃しなく!

※記事掲載のコードはこちら。記事の補足情報はこちら

※読者アンケートはこちら

Vol.90 補足情報

投稿日：2024.05.25　｜　カテゴリー：　コード

特別企画　AlmaLinux 9のインストール

　p.36の「2024年6月31日」は「2024年6月30日」の誤りです。同じページの最初から4行目の「をして」は「として」の誤りです。p.37の右段下から2行目の「Ubuntu Server」は「AlmaLinux」の誤りです。お詫びして訂正します。
　p.37で紹介したISOイメージの書き込みツール「balenaEtcher」の最新版（バージョン1.19.×）では、「PORTABLE」版が提供されていません。記事で紹介したバージョン1.18.11のPORTABLE版（balenaEtcher-Portable-1.18.11.exe）はここからダウンロードできます。

情報は随時更新致します。

Linux定番エディタ入門

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：大津真

文章の作成やプログラミングに欠かせないのがテキストエディタ（以下、エディタ）です。この連載では、Linuxで利用できる定番エディタの特徴と使い方を解説していきます。最終回となる今回も、LinuxだけでなくWindowsやmacOSでも利用可能なGUIエディタの定番「Visual Studio Code（VSCode）」を引き続き紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図1　「test1.md」ファイルに記述するテキストデータ

# VSCode 入門
VSCode はシンプルで扱いやすいエディタです。

## いろいろなエディタ
1. VSCode
2. Vim
3. nano

## VSCode の特徴
- プラグインによる拡張
- ワークスペースによる管理
- コマンドパレットによるコマンド実行

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# VSCode 入門

VSCode はシンプルで扱いやすいエディタです。

## いろいろなエディタ

1. VSCode

2. Vim

3. nano

## VSCode の特徴

- プラグインによる拡張

- ワークスペースによる管理

- コマンドパレットによるコマンド実行

Pythonあれこれ（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：飯尾淳

本連載では「Pythonを昔から使っているものの、それほど使いこなしてはいない」という筆者が、いろいろな日常業務をPythonで処理することで、立派な「蛇使い」に育つことを目指します。その過程を温かく見守ってください。皆さんと共に勉強していきましょう。第19回では、データの可視化などにも活用できるWebアプリケーションフレームワーク「Streamlit」の基本的な使い方を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図7　「magic.py」ファイルに記述するコード

import streamlit as st

# 素のテキストはマークダウンで表示される（docstring以外）
'''
# Magicという仕組み

説明を _markdown_ で書けます。
'''

'### 文字列や変数の取り扱い'
a = st.number_input("整数aの値を入れてください:+1:", value=0)
b = st.number_input("整数bの値を入れてください:+1:", value=0)
x = a + b
'a + b = ', x  # 文字列と変数の値を並べて直接描画する

'### 表の取り扱い'
import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'名前': ['あや','ゆみ','みなこ','とめ'],
                   '年齢': [24,22,32,95]})
df  # データフレームを直接描画する

'### チャートの取り扱い'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)
fig, ax = plt.subplots()
ax.hist(arr, bins=20)

fig  # チャートも直接描画できる

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import streamlit as st

# 素のテキストはマークダウンで表示される（docstring以外）

'''

# Magicという仕組み

説明を _markdown_ で書けます。

'''

'### 文字列や変数の取り扱い'

a = st.number_input("整数aの値を入れてください:+1:", value=0)

b = st.number_input("整数bの値を入れてください:+1:", value=0)

x = a + b

'a + b = ', x # 文字列と変数の値を並べて直接描画する

'### 表の取り扱い'

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'名前': ['あや','ゆみ','みなこ','とめ'],

'年齢': [24,22,32,95]})

df # データフレームを直接描画する

'### チャートの取り扱い'

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)

fig, ax = plt.subplots()

ax.hist(arr, bins=20)

fig # チャートも直接描画できる

図9　キャッシュを設定するコードの例

'### チャートの取り扱い'
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

@st.cache_data
def make_chart():
    arr = np.random.normal(1, 1, size=100)
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.hist(arr, bins=20)
    return fig

fig = make_chart()
fig  # チャートも直接描画できる

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'### チャートの取り扱い'

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

@st.cache_data

def make_chart():

arr = np.random.normal(1, 1, size=100)

fig, ax = plt.subplots()

ax.hist(arr, bins=20)

return fig

fig = make_chart()

fig # チャートも直接描画できる

図10　山手線の駅の位置を地図上にプロットするWebアプリのコード

import streamlit as st
import pandas as pd
import json

with open('yamate.geojson','r') as f:
    data = json.load(f)

coords = [f['geometry']['coordinates'] \
    for f in data ['features'] if f['geometry']['type'] == 'Point']

map_data = pd.DataFrame(coords, columns=['lon', 'lat'])

st.map(map_data)

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import streamlit as st

import pandas as pd

import json

with open('yamate.geojson','r') as f:

data = json.load(f)

coords = [f['geometry']['coordinates'] \

for f in data ['features'] if f['geometry']['type'] == 'Point']

map_data = pd.DataFrame(coords, columns=['lon', 'lat'])

st.map(map_data)

図12　ウィジェットをサイドバーに配置するコードの例

import streamlit as st

selected = st.sidebar.selectbox(
    'なに食べる？',
    ('ramen', 'curry', 'katsudon'),
)

st.image(selected + '.jpg')

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import streamlit as st

selected = st.sidebar.selectbox(

'なに食べる？',

('ramen', 'curry', 'katsudon'),

)

st.image(selected + '.jpg')

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

本連載では、人気のマイコンボード「Raspberry Pi Pico W/WH」を活用していきます。同ボードは、無線LANやBluetoothの通信機能を搭載し、入手しやすく価格も手頃なので、IoT機器を自作するのに最適なハードウエアです。第5回は、DHT-11で測った湿温度をスマートフォンに通知します。

シェルスクリプトマガジン Vol.89は以下のリンク先でご購入できます。

図4　LINE Notifyを使って通知を送る「notify()」関数を定義したPythonプログラム

import usocket as socket
from urequests import post
from micropython import const

TOKEN = const("your_access_token")

def notify(msg):
    url = 'https://notify-api.line.me/api/notify'
    rheaders = {
            'Content-type':'application/x-www-form-urlencoded',
            'Authorization':'Bearer ' + TOKEN
    }

    message = "message=" + msg
    req = post(url,headers=rheaders,data=message)
    return req.status_code

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import usocket as socket

from urequests import post

from micropython import const

TOKEN = const("your_access_token")

def notify(msg):

url = 'https://notify-api.line.me/api/notify'

rheaders = {

'Content-type':'application/x-www-form-urlencoded',

'Authorization':'Bearer ' + TOKEN

}

message = "message=" + msg

req = post(url,headers=rheaders,data=message)

return req.status_code

図6　1時間おきに湿温度をスマートフォンに通知するサンプルプログラム（sample.py）

from machine import Pin
from machine import Timer
from micropython import const
from micropython import schedule
import _thread
import dht
import line
import time

DHT_PIN = const(15)
TICK = const(60)

class Climate():
    def __init__(self, dht_gpio=DHT_PIN, tick=TICK, callback=None, expire=TICK):
        self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))
        self.tick = tick
        self.lock = _thread.allocate_lock()
        self.timer = Timer(period=tick*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)
        self._humidity = 0
        self._temperature = 0
        self._measurement_dt = 0
        self.measure()
        self._callback_func = callback
        self._expire = expire
        self._counter = 0
    
    def set_callback(self, callback, expire):
        self._callback_func = callback
        self._expire = expire
    
    def measure(self, arg=0):
        self.dht.measure()
        self.lock.acquire()
        self._humidity = self.dht.humidity()
        self._temperature = self.dht.temperature()
        self._measurement_dt = time.time()
        self.lock.release()
    
    def _timer_handler(self,t):
        schedule(self.measure, 0)
        self._counter -= 1
        if self._counter <= 0:
            self._counter = self._expire
            if self._callback_func is not None:
                schedule(self._callback_func, self)
    
    @property
    def temp(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._temperature
        self.lock.release()
        return rval
    
    @property
    def hum(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._humidity
        self.lock.release()
        return rval
    
    @property
    def measurement_date_time(self):
        self.lock.acquire()
        rval = self._measurement_dt
        self.lock.release()
        return rval
        

def mycalback(c):
    tm = time.localtime(c.measurement_date_time)
    line.notify("temp=%d,hum=%d@%4d/%02d/%02d_%02d:%02d:%02d" % (c.temp, c.hum, tm[0],tm[1],tm[2],tm[3],tm[4],tm[5]))
    
if __name__ == '__main__':
    cl = Climate(callback = mycalback)
    
    while(True):
        machine.idle()

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from machine import Pin

from machine import Timer

from micropython import const

from micropython import schedule

import _thread

import dht

import line

import time

DHT_PIN = const(15)

TICK = const(60)

class Climate():

def __init__(self, dht_gpio=DHT_PIN, tick=TICK, callback=None, expire=TICK):

self.dht = dht.DHT11(Pin(dht_gpio))

self.tick = tick

self.lock = _thread.allocate_lock()

self.timer = Timer(period=tick*1000, mode=Timer.PERIODIC, callback=self._timer_handler)

self._humidity = 0

self._temperature = 0

self._measurement_dt = 0

self.measure()

self._callback_func = callback

self._expire = expire

self._counter = 0

def set_callback(self, callback, expire):

self._callback_func = callback

self._expire = expire

def measure(self, arg=0):

self.dht.measure()

self.lock.acquire()

self._humidity = self.dht.humidity()

self._temperature = self.dht.temperature()

self._measurement_dt = time.time()

self.lock.release()

def _timer_handler(self,t):

schedule(self.measure, 0)

self._counter -= 1

if self._counter <= 0:

self._counter = self._expire

if self._callback_func is not None:

schedule(self._callback_func, self)

@property

def temp(self):

self.lock.acquire()

rva

連載 香川大学SLPからお届け！

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