コード « shell-mag

第6回で紹介したHugoによるWebサイト構築手順

投稿日：2025.02.27　｜　カテゴリー：　コード

　連載「多種多様な文書作成が可能 Markdownを活用する」の第6回（シェルスクリプトマガジン Vol.94で掲載）で作成したWebサイトを第7回でも使用します。第7回で紹介する作業が進めやすいように、HugoとGitのインストール、Gitの初期設定、Webサイトの構築手順を以下にまとめてました。
　なお、手順自体は、第6回の「Hugoのインストール」「HugoによるWebサイトの構築」で紹介した内容と同じです。

HugとGitのインストール

　Hugoを使用するには、次のソフトウエアをインストールします。
・Hugo本体
・Git

Hugo本体のインストール

　まず、Hugo本体をインストールします。以降は、導入先のパソコンのOSとしてWindows 11を前提に進めます。導入後は、macOSやLinuxでも同じようにHugoを利用できます。また、Markdownを記述するためのテキストエディタとしてVisual Studio Code（VSCode）を利用します。VSCodeは、あらかじめ
インストールされていることを前提とします。
　［Windows］キーを押しながら［X］キーを押すと、図1のようなメニューが表示されます。このメニューの「ターミナル（管理者）」を選択します^＊1。選択後に、「ユーザーアカウント制御」ダイアログが表示されるので、「はい」ボタンをクリックします（図2）。管理者権限付きのPowerShellが起動します^＊2。

^{図1「ターミナル（管理者）」を選択}　 ^{図2「ユーザーアカウント制御」ダイアログ}

　PowerShellで、次のコマンドを実行してHugo本体をインストールします。

> winget install -e --id Hugo.Hugo.Extended ↵

1	> winget install -e --id Hugo.Hugo.Extended ↵

　図3のようにインストールが実行されます。最後に「インストールが完了しました」のメッセージが表示されれば、インストール完了です。

^{図3　Hugoのインストール}

　右上の「×」ボタンをクリックして、管理者権限付きのPowerShellを閉じます。再び、［Windows］キーを押しながら［X］キーを押し、表示されるメニューから「ターミナル」（もしくは「Windows PowerShell」）を選択します。一般権限でPowerShellが起動します。
　PowerShellで、次のコマンドを実行します。

> hugo version ↵

1	> hugo version ↵

　次のようにバージョン番号の文字列が表示されれば、Hugoが利用できます。

hugo v0.139.4-3afe91d4b1b069abbedd6a96ed755b1e12581dfe+extended windows/amd64 BuildDate=2024-12-09T17:45:23Z VendorInfo=gohugoio

1	hugo v0.139.4-3afe91d4b1b069abbedd6a96ed755b1e12581dfe+extended windows/amd64 BuildDate=2024-12-09T17:45:23Z VendorInfo=gohugoio

　右上の「×」ボタンをクリックして、PowerShellを閉じます。

Gitのインストール

　続いて、Gitをインストールします。その前に、Gitがすでにインストールされているかどうかを確認します。［Windows］キーを押しながら［X］キーを押し、表示されるメニューから「ターミナル（管理者）」（もしくは「Windows PowerShell（管理者）」）を選択します。選択後、「ユーザーアカウント制御」ダイアログが表示されたら、「はい」ボタンをクリックします。管理者権限付きのPowerShellが起動します。
　このPowerShellで、次のコマンドを実行します。

> git --version ↵

1	> git --version ↵

　次のような形式でバージョン番号が表示されれば、Gitがインストールされています＊4。このような状態ならGitのインストールをスキップしてください。

git version 2.47.0.windows.2

1	git version 2.47.0.windows.2

　一方、次のように表示された場合は、Gitがインストールされていません。　

git : 用語 'git' は、コマンドレット、関数、スクリプトファイル、または操作可能なプログラムの名前として認識されません。

1	git : 用語 'git' は、コマンドレット、関数、スクリプトファイル、または操作可能なプログラムの名前として認識されません。

　次のコマンドでGitをインストールします。

> winget install --id Git.Git -e --source winget ↵

1	> winget install --id Git.Git -e --source winget ↵

　途中でダイアログが表示されますが、そのまま待ってください。最後に「インストールが完了しました」のメッセージが表示されればインストール完了です。
　右上の「×」ボタンをクリックして、管理者権限付きのPowerShellを閉じます。［Windows］キーを押しながら［X］キーを押し、表示されるメニューから「ターミナル」（もしくは「Windows PowerShell」）を選択します。一般権限でPowerShellが起動します。
　再度、

> git --version ↵

1	> git --version ↵

を実行し、バージョン番号が表示されればインストール完了です。

Gitのセットアップ

　Gitを初めて使用する場合、次のコマンドで自身の氏名とメールアドレスを設定します。氏名は、全角の平仮名や片仮名、漢字ではなく、半角のアルファベットやスペース、数字、記号で入力します。

git config --global user.name "氏名"
git config --global user.email "メールアドレス"

1 2	git config --global user.name "氏名" git config --global user.email "メールアドレス"

　ここで入力した氏名とメールアドレスは、次回の連載で使用する、ソースコードのホスティングサービス「GitHub」で公開される情報となります。したがって、自分の本名を隠したい場合、氏名はハンドルネーム（インターネット上のニックネーム）で構いません。

> git config --global user.name "free writer" ↵

1	> git config --global user.name "free writer" ↵

　また、記事内で紹介した方法でGitHub専用のメールアドレスを発行します。まだ、GitHubのアカウントを持っていない場合は、次のように仮のメールアドレスを設定しておいてください。すでにGitHubアカウントを持っている場合は、そのアカウントに登録しているメールアドレスを設定します。

> git config --global user.email "dummy@example.com" ↵

1 2	> git config --global user.email "dummy@example.com" ↵

Webサイトの構築

　Power Shellで次のコマンドを実行します。

> cd ~ ↵
> hugo new site first-hugo --format yaml ↵
> cd first-hugo ↵
> git init ↵
> git submodule add https://github.com/theNewDynamic/gohugo-theme-ananke.git themes/ananke ↵
> hugo new content content/posts/first-post.md ↵
> hugo new content content/posts/public-post.md ↵

1

2

3

4

5

6

7

> cd ~ ↵

> hugo new site first-hugo --format yaml ↵

> cd first-hugo ↵

> git init ↵

> git submodule add https://github.com/theNewDynamic/gohugo-theme-ananke.git themes/ananke ↵

> hugo new content content/posts/first-post.md ↵

> hugo new content content/posts/public-post.md ↵

　以上のコマンドを実行した後に、次のコマンドでVSCode（Visual Studio Code）を起動します^*³。

> code . ↵

1	> code . ↵

　「このフォルダー内のファイルの作成者を信頼しますか？」というダイアログが表示されたら「はい、作成者を信頼します」をクリックします。
　VSCodeが起動したら、VSCode上で次の三つのファイルを書き換えます。
　「hugo.yaml」ファイルでは、「languageCode」「title」「theme」の行を書き換えます。

baseURL: https://example.org/
languageCode: ja-jp
title: "はじめてのHugoサイト"
theme: ananke

1

2

3

4

baseURL: https://example.org/

languageCode: ja-jp

title: "はじめてのHugoサイト"

theme: ananke

　「first-post.md」ファイルでは、「title」の行を書き換えて、「# はじめての記事」から始まる本文を追加します。

---
date: '2024-11-30T13:02:12+09:00'
draft: true
title: 'はじめての記事'
---

# はじめての記事

こんにちは！

1

2

3

4

5

6

7

8

9

---

date: '2024-11-30T13:02:12+09:00'

draft: true

title: 'はじめての記事'

---

# はじめての記事

こんにちは！

　「public-post.md」ファイルでは、「draft」と「title」の行を書き換えて、「# 公開テスト」から始まる本文を追加します。

---
date: '2024-11-30T13:50:00+09:00'
draft: false
title: '公開テスト'
---

# 公開テスト

この記事は公開されます。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

---

date: '2024-11-30T13:50:00+09:00'

draft: false

title: '公開テスト'

---

# 公開テスト

この記事は公開されます。

　first-post.mdファイルは下書き状態（draft: true）であり、public-post.mdファイルは公開状態（draft: false）にしています。
　次のコマンドを実行してWebサーバーを起動します。

> hugo server ↵

1	> hugo server ↵

　コマンドを実行すると、次のような表示がされます。

Built in 252 ms
Environment: "development"
Serving pages from disk
Running in Fast Render Mode. For full rebuilds on change: hugo server --disableFastRender
Web Server is available at http://localhost:1313/ (bind address 127.0.0.1)
Press Ctrl+C to stop

1

2

3

4

5

6

Built in 252 ms

Environment: "development"

Serving pages from disk

Running in Fast Render Mode. For full rebuilds on change: hugo server --disableFastRender

Web Server is available at http://localhost:1313/ (bind address 127.0.0.1)

Press Ctrl+C to stop

　ここで表示されているURLの「http://localhost:1313/」（「1313」は環境によって異なる）をコピーし、Webブラウザを開いてアドレスバーに貼り付けてアクセスします。「公開テスト」のコンテンツのみが表示され、「はじめての記事」のコンテンツは表示されません。
　PowerShellに戻って［Ctrl］キーを押しながら［C］キーを押し、Webサーバーを停止します。
　最後に、次のコマンドを実行して、Webサイトをビルドします。

> hugo ↵

1

> hugo ↵

*1　Windows 10では「Windows PowerShell（管理者）」を選択します。

*2　「WSL」（Windows Subsystem for Linux）でLinuxディストリビューション「Ubuntu」などを導入している場合は、PowerShellではなくWSLが優先されます。その場合は、ターミナル上部タブの右にある下向き矢印のアイコンをクリックしてメニューから「Windows PowerShell」を選んでください。以降、PowerShellのターミナルを開くときはこの手順を実施してください。

*3　VSCodeインストール時の「追加タスクの選択」「- その他」で、「PATHへの追加（再起動後に使用可能）」にチェックが付けられていないとcodeコマンドを実行できません（デフォルトでチェックあり）。なお、チェックを付けてVSCodeを再インストールすれば、使えます。

Vol.94 補足情報

投稿日：2025.01.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.94 Web掲載記事まとめ

投稿日：2025.01.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　AIチャット「Grok」がXで無料利用
005　レポート　完全オープンなLLM「OpenCoder」
006　製品レビュー　ウエアラブル「ViXion01」
007　NEWS FLASH
008　特集1　パソコン仮想化ソフトのVMware Workstation Pro/麻生二郎
019　インタビュー　Infinidat Japan　山田秀樹氏
020　特集2　さくらのレンタルサーバで始める情報発信ガイド/前佛雅人　コード掲載
028　特集3　Red Hat Enterprise Linux AI/村木暢哉
034　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
038　Markdownを活用する/藤原由来
046　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
052　香川大学SLPからお届け！/川本真子　コード掲載
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
064　SSHによるリモート管理入門/大津真
072　Techパズル/gori.sh
073　コラム「ユニケージ流のデータ設計法」/シェル魔人

特集2　さくらのレンタルサーバで始める情報発信ガイド（Vol.94記載）

投稿日：2025.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：前佛雅人

さくらインターネットが提供する「さくらのレンタルサーバ」を利用すれば、「WordPress」を使ったブログサイトなどの制約が少ない、自分だけの情報発信拠点をインターネット上に構築できます。ファイル共有やWikiなどのアプリケーションも思い通りにカスタマイズして利用できます。本特集では、さくらのレンタルサーバを活用した情報発信の方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.94は以下のリンク先でご購入できます。

図8　サンプルHTMLファイル「index.html」の内容

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head><title>サンプルWebページ</title></head>
  <body>
    <h1>これはサンプルWebページです</h1>
    <p>次に示すのはカワセミの写真です。</p>
    <p><img src="image.jpg" width="320"></p>
  </body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

<!DOCTYPE html>

<html>

<head><title>サンプルWebページ</title></head>

<body>

<h1>これはサンプルWebページです</h1>

<p>次に示すのはカワセミの写真です。</p>

</body>

</html>

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.94掲載）

投稿日：2025.01.25　｜　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8回は前回に引き続き、「Raspberry Pi Pico 2」を扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.94は以下のリンク先でご購入できます。

図10　LED点滅のプログラム（blink.c）

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

int main()
{
    stdio_init_all();

    int flag = 0;
    const unit LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;

    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
    while(true) {
        gpio_put(LED_PIN, flag ^= 1);
        sleep_ms(500);
    }
    return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

#include <stdio.h>

#include "pico/stdlib.h"

int main()

{

stdio_init_all();

int flag = 0;

const unit LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;

gpio_init(LED_PIN);

gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);

while(true) {

gpio_put(LED_PIN, flag ^= 1);

sleep_ms(500);

}

return 0;

}

Pythonあれこれ（Vol.94掲載）

投稿日：2025.01.25　｜　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24回では、高校で学ぶレベルの数学を用いて、問題を最適にする解は何かを探索します。題材は、線形計画法と組合せ最適問題の二つです。

シェルスクリプトマガジン Vol.94は以下のリンク先でご購入できます。

図3　図1の問題を解くPythonコード

from ortools.linear_solver import pywraplp
# ソルバーの定義
solver = pywraplp.Solver.CreateSolver('GLOP')
# 変数の準備
x = solver.NumVar(0, solver.infinity(), 'x')
y = solver.NumVar(0, solver.infinity(), 'y')
# 目的関数と制約条件の定義
solver.Maximize(400 * x + 300 * y)
solver.Add(60 * x + 40 * y <= 3200)
solver.Add(20 * x + 30 * y <= 2000)
solver.Add(20 * x + 10 * y <= 1000)
# 問題を解く
status = solver.Solve()
# 結果を出力
if status == pywraplp.Solver.OPTIMAL:
  print(f'解:')
  print(f'x = {x.solution_value()}')
  print(f'y = {y.solution_value()}')
else:
  print('最適解は存在しません')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

from ortools.linear_solver import pywraplp

# ソルバーの定義

solver = pywraplp.Solver.CreateSolver('GLOP')

# 変数の準備

x = solver.NumVar(0, solver.infinity(), 'x')

y = solver.NumVar(0, solver.infinity(), 'y')

# 目的関数と制約条件の定義

solver.Maximize(400 * x + 300 * y)

solver.Add(60 * x + 40 * y <= 3200)

solver.Add(20 * x + 30 * y <= 2000)

solver.Add(20 * x + 10 * y <= 1000)

# 問題を解く

status = solver.Solve()

# 結果を出力

if status == pywraplp.Solver.OPTIMAL:

print(f'解:')

print(f'x = {x.solution_value()}')

print(f'y = {y.solution_value()}')

else:

print('最適解は存在しません')

図4　CBCソルバーを使うように書き換えた図3のPythonコード

（略）
# ソルバーの定義
solver = pywraplp.Solver.CreateSolver('CBC')
# 変数の準備
x = solver.IntVar(0, solver.infinity(), 'x')
y = solver.IntVar(0, solver.infinity(), 'y')
（略）

1

2

3

4

5

6

7

（略）

# ソルバーの定義

solver = pywraplp.Solver.CreateSolver('CBC')

# 変数の準備

x = solver.IntVar(0, solver.infinity(), 'x')

y = solver.IntVar(0, solver.infinity(), 'y')

（略）

図6　データを準備するためのPythonコード

teachers = ['田中', '山本', '竹村', '飯島', '佐藤']
days = ['月', '火', '水', '木', '金']
periods = ['1限', '2限', '3限', '4限']

1

2

3

teachers = ['田中', '山本', '竹村', '飯島', '佐藤']

days = ['月', '火', '水', '木', '金']

periods = ['1限', '2限', '3限', '4限']

図7　lessons連想配列を作成するPythonコード

lessons = { (t, d, p): \
  model.NewBoolVar('lesson_%s_%s_%s' % (t, d, p)) \
    for t in teachers for d in days for p in periods }

1

2

3

lessons = { (t, d, p): \

model.NewBoolVar('lesson_%s_%s_%s' % (t, d, p)) \

for t in teachers for d in days for p in periods }

図8　lessons連想配列の内容

{('田中', '月', '1限'): lesson_田中_月_1限(0..1),
 ('田中', '月', '2限'): lesson_田中_月_2限(0..1),
 ('田中', '月', '3限'): lesson_田中_月_3限(0..1),
 ('田中', '月', '4限'): lesson_田中_月_4限(0..1),
 ('田中', '火', '1限'): lesson_田中_火_1限(0..1),
 ('田中', '火', '2限'): lesson_田中_火_2限(0..1),
（略）

1

2

3

4

5

6

7

{('田中', '月', '1限'): lesson_田中_月_1限(0..1),

('田中', '月', '2限'): lesson_田中_月_2限(0..1),

('田中', '月', '3限'): lesson_田中_月_3限(0..1),

('田中', '月', '4限'): lesson_田中_月_4限(0..1),

('田中', '火', '1限'): lesson_田中_火_1限(0..1),

('田中', '火', '2限'): lesson_田中_火_2限(0..1),

（略）

図9　「同時に2人以上の先生が授業することはない」制約条件を与えるPythonコード

for d in days:
  for p in periods:
    model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] for t in teachers) == 1)

1

2

3

for d in days:

for p in periods:

model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] for t in teachers) == 1)

図10　「先生は1日に1コマだけ授業を担当する」制約条件を与えるPythonコード

for t in teachers:
  for d in days:
    model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] for p in periods) <= 1)

1

2

3

for t in teachers:

for d in days:

model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] for p in periods) <= 1)

図11　「担当時間数に偏りが出ないように配置する」制約条件を与えるPythonコード

for t in teachers:
  model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] \
                  for d in days for p in periods) == 4)

1

2

3

for t in teachers:

model.Add(sum(lessons[(t, d, p)] \

for d in days for p in periods) == 4)

図12　requests連想配列を定義するコードの例

requests = {
  '田中': {
    '月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},
    '火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '水': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '木': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1},
    '金': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0} },
  '山本': {
    '月': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '火': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '水': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},
    '木': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },
  '竹村': {
    '月': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '火': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '水': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '木': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },
  '飯島': {
    '月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1},
    '火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '水': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '木': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '金': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },
  '佐藤': {
    '月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},
    '火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},
    '水': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},
    '木': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},
    '金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1} }
  }

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

requests = {

'田中': {

'月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},

'火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'水': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'木': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1},

'金': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0} },

'山本': {

'月': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'火': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'水': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},

'木': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },

'竹村': {

'月': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'火': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'水': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'木': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },

'飯島': {

'月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1},

'火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'水': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'木': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'金': {'1限': 1, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0} },

'佐藤': {

'月': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 0},

'火': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},

'水': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 1, '4限': 0},

'木': {'1限': 0, '2限': 1, '3限': 0, '4限': 0},

'金': {'1限': 0, '2限': 0, '3限': 0, '4限': 1} }

}

図13　目的関数を定義するPythonコード

model.Maximize( \
  sum(requests[t][d][p] * lessons[(t, d, p)] \
    for t in teachers for d in days for p in periods))

1

2

3

model.Maximize( \

sum(requests[t][d][p] * lessons[(t, d, p)] \

for t in teachers for d in days for p in periods))

図14　結果を表示するPythonコード

for d in days:
  print(d + "曜日:")
  for p in periods:
    for t in teachers:
      if solver.Value(lessons[(t, d, p)]) == 1:
        print(t+'先生が'+p+'の授業を担当する。', end="")
        print() if requests[t][d][p] == 1 else print('※')
  print()

1

2

3

4

5

6

7

8

for d in days:

print(d + "曜日:")

for p in periods:

for t in teachers:

if solver.Value(lessons[(t, d, p)]) == 1:

print(t+'先生が'+p+'の授業を担当する。', end="")

print() if requests[t][d][p] == 1 else print('※')

print()

図16　「先生の希望は少なくとも3コマはかなえる」制約条件を与えるPythonコード

for t in teachers:
  model.Add(sum(lessons[(t, d, p)]*requests[t][d][p] \
                for d in days for p in periods) >= 3)

1

2

3

for t in teachers:

model.Add(sum(lessons[(t, d, p)]*requests[t][d][p] \

for d in days for p in periods) >= 3)

香川大学SLPからお届け！（Vol.94掲載）

投稿日：2025.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：川本真子

　私は最近、To Doリストを管理するGU（I Graphical User Interface）アプリをPythonで作成しました。作成には、Pythonの標準GUIライブラリの「Tkinter」（https://docs.python.org/ja/3/library/tkinter.html）を用いています。今回は、そのGUIアプリの実装について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.94は以下のリンク先でご購入できます。

図7　フレーム配置用のコード

# フレームの作成
fr_title = tk.Frame(root, width=650, height=40, bd=5, relief='solid')
fr_genre = tk.Frame(root, width=650, height=45, bd=5, relief='solid')
fr_add   = tk.Frame(root, width=650, height=70, bd=5, relief='solid')
fr_op    = tk.Frame(fr_add, width=100, height=65, bd=5, relief='solid')
fr_must  = tk.Frame(root, width=325, height=260, bd=5, relief='solid')
fr_mlist = tk.Frame(fr_must, width=315, height=190, bd=5, relief='solid')
fr_want  = tk.Frame(root, width=325, height=260, bd=5, relief='solid')
fr_wlist = tk.Frame(fr_want, width=315, height=190, bd=5, relief='solid')
# フレームのサイズを固定
fr_title.grid_propagate(False)
fr_add.grid_propagate(False)
fr_op.grid_propagate(False)
fr_genre.grid_propagate(False)
fr_must.grid_propagate(False)
fr_mlist.grid_propagate(False)
fr_want.grid_propagate(False)
fr_wlist.grid_propagate(False)
# フレームを配置
fr_title.grid(row=0, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)
fr_genre.grid(row=1, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)
fr_add.grid(row=2, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)
fr_must.grid(row=3, column=0)
fr_want.grid(row=3, column=1)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

# フレームの作成

fr_title = tk.Frame(root, width=650, height=40, bd=5, relief='solid')

fr_genre = tk.Frame(root, width=650, height=45, bd=5, relief='solid')

fr_add = tk.Frame(root, width=650, height=70, bd=5, relief='solid')

fr_op = tk.Frame(fr_add, width=100, height=65, bd=5, relief='solid')

fr_must = tk.Frame(root, width=325, height=260, bd=5, relief='solid')

fr_mlist = tk.Frame(fr_must, width=315, height=190, bd=5, relief='solid')

fr_want = tk.Frame(root, width=325, height=260, bd=5, relief='solid')

fr_wlist = tk.Frame(fr_want, width=315, height=190, bd=5, relief='solid')

# フレームのサイズを固定

fr_title.grid_propagate(False)

fr_add.grid_propagate(False)

fr_op.grid_propagate(False)

fr_genre.grid_propagate(False)

fr_must.grid_propagate(False)

fr_mlist.grid_propagate(False)

fr_want.grid_propagate(False)

fr_wlist.grid_propagate(False)

# フレームを配置

fr_title.grid(row=0, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)

fr_genre.grid(row=1, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)

fr_add.grid(row=2, column=0, columnspan=2, sticky=tk.EW)

fr_must.grid(row=3, column=0)

fr_want.grid(row=3, column=1)

図9　グローバル変数を定義するコード

btnge = 'sc'
color = '#A8EEFF'
la_text = '学校のTo Do'
textlist = []

1

2

3

4

btnge = 'sc'

color = '#A8EEFF'

la_text = '学校のTo Do'

textlist = []

図10　ウィジェット配置用のコード

# fr_genreのウィジェット
buttonsc = tk.Button(fr_genre, text="学校", state=tk.DISABLED, bg='#A8EEFF', font=font1,
                     command=lambda:genre(buttonli, buttonsc, 'sc', la_title, label_ge, label_m, label_w))
buttonli = tk.Button(fr_genre, text="生活", state=tk.NORMAL, bg='#FFF9A8', font=font1,
                     command=lambda:genre(buttonsc, buttonli, 'li', la_title, label_ge, label_m, label_w))
# fr_titleのウィジェット
la_title = tk.Label(fr_title, text="今日のTo Do", bg=color, font=font1)
# fr_addのウィジェット
label_ge = tk.Label(fr_add, text=la_text, bg=color, font=font1)
entry = tk.Entry(fr_add, width=30, font=font1)
rad = tk.StringVar()
rad.set('Must')
radio_m = tk.Radiobutton(fr_op, text='Must', font=font1, value='Must', variable=rad)
radio_w = tk.Radiobutton(fr_op, text='Want', font=font1, value='Want', variable=rad)
button_add = tk.Button(fr_add, text="追加", font=font1, command = lambda:add(rad))
# fr_mustのウィジェット
label_m = tk.Label(fr_must, text="Must", bg=color, font=font1)
de_must = tk.Button(fr_must, text="削除", font=font1, command=lambda:deletion('Must'))
# fr_wantのウィジェット
label_w = tk.Label(fr_want, text="Want", bg=color, font=font1)
de_want = tk.Button(fr_want, text="削除", font=font1, command=lambda:deletion('Want'))
# ウィジェットと残りのフレームの配置
la_title.grid()
buttonsc.grid(row=0, column=0)
buttonli.grid(row=0, column=1)
label_ge.grid(row=0, column=0)
entry.grid(row=0, column=1)
fr_op.grid(row=0, column=2)
button_add.grid(row=0, column=3)
radio_m.grid(row=0, column=0)
radio_w.grid(row=1, column=0)
label_m.grid()
fr_mlist.grid()
de_must.grid()
label_w.grid()
fr_wlist.grid()
de_want.grid()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

# fr_genreのウィジェット

buttonsc = tk.Button(fr_genre, text="学校", state=tk.DISABLED, bg='#A8EEFF', font=font1,

command=lambda:genre(buttonli, buttonsc, 'sc', la_title, label_ge, label_m, label_w))

buttonli = tk.Button(fr_genre, text="生活", state=tk.NORMAL, bg='#FFF9A8', font=font1,

command=lambda:genre(buttonsc, buttonli, 'li', la_title, label_ge, label_m, label_w))

# fr_titleのウィジェット

la_title = tk.Label(fr_title, text="今日のTo Do", bg=color, font=font1)

# fr_addのウィジェット

label_ge = tk.Label(fr_add, text=la_text, bg=color, font=font1)

entry = tk.Entry(fr_add, width=30, font=font1)

rad = tk.StringVar()

rad.set('Must')

radio_m = tk.Radiobutton(fr_op, text='Must', font=font1, value='Must', variable=rad)

radio_w = tk.Radiobutton(fr_op, text='Want', font=font1, value='Want', variable=rad)

button_add = tk.Button(fr_add, text="追加", font=font1, command = lambda:add(rad))

# fr_mustのウィジェット

label_m = tk.Label(fr_must, text="Must", bg=color, font=font1)

de_must = tk.Button(fr_must, text="削除", font=font1, command=lambda:deletion('Must'))

# fr_wantのウィジェット

label_w = tk.Label(fr_want, text="Want", bg=color, font=font1)

de_want = tk.Button(fr_want, text="削除", font=font1, command=lambda:deletion('Want'))

# ウィジェットと残りのフレームの配置

la_title.grid()

buttonsc.grid(row=0, column=0)

buttonli.grid(row=0, column=1)

label_ge.grid(row=0, column=0)

entry.grid(row=0, column=1)

fr_op.grid(row=0, column=2)

button_add.grid(row=0, column=3)

radio_m.grid(row=0, column=0)

radio_w.grid(row=1, column=0)

label_m.grid()

fr_mlist.grid()

de_must.grid()

label_w.grid()

fr_wlist.grid()

de_want.grid()

図12　クラスと関数を定義するコード

class Text:
  def __init__(self, box, de, fr, te, ch, pr, ge):
    self.box = box # チェックボックスの変数
    self.de = de   # 完了は「fin」、未完了は「unfin」
    self.fr = fr   # チェックボックスの表示フレーム
    self.te = te   # To Doの内容
    self.ch = ch   # チェックの有無
    self.pr = pr   # MustかWantか
    self.ge = ge   # 学校か生活か

def add(rad):
  text = tk.StringVar()
  text.set((entry.get()))
  entry.delete(0, tk.END)
  check = tk.StringVar()
  check.set('0')
  if rad.get() == 'Must':
    frame = fr_mlist
    priority = 'Must'
  else:
    frame = fr_wlist
    priority = 'Want'
  box = tk.Checkbutton(frame, textvariable=text,
                       variable=check, font=font1)
  tex=Text(box, 'unfin' ,frame, text, check, priority, btnge)
  textlist.append(tex)
  todo()

def todo():
  i = 0
  for t in textlist:
    if t.de == 'unfin':
      if t.ge == btnge:
        t.box.grid(row=i, sticky = tk.W)
    i += 1

def deletion(pri):
  for t in textlist:
    if t.pr == pri:
      if t.ge == btnge:
        if t.ch.get() == '1':
          t.de = 'fin'
          t.box.destroy()
  todo()

def genre(button, buclick, gen, la_title,
          label_ge, label_m, label_w):
  button['state'] = tk.NORMAL
  buclick['state'] = tk.DISABLED
  global btnge
  global color
  global la_text
  btnge = gen
  if (gen == 'sc'):
    color = '#A8EEFF'
    la_text = '学校のTo Do'
  else:
    color = '#FFF9A8'
    la_text = '生活のTo Do'
  la_title['bg'] = color
  label_ge['bg'] = color
  label_ge['text'] = la_text
  label_m['bg'] = color
  label_w['bg'] = color
  # チェックボックスを破棄して再作成
  for t in textlist:
    t.box.destroy()
    t.box = tk.Checkbutton(t.fr, textvariable=t.te,
                           variable = t.ch, font=font1)
  todo()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

class Text:

def __init__(self, box, de, fr, te, ch, pr, ge):

self.box = box # チェックボックスの変数

self.de = de # 完了は「fin」、未完了は「unfin」

self.fr = fr # チェックボックスの表示フレーム

self.te = te # To Doの内容

self.ch = ch # チェックの有無

self.pr = pr # MustかWantか

self.ge = ge # 学校か生活か

def add(rad):

text = tk.StringVar()

text.set((entry.get()))

entry.delete(0, tk.END)

check = tk.StringVar()

check.set('0')

if rad.get() == 'Must':

frame = fr_mlist

priority = 'Must'

else:

frame = fr_wlist

priority = 'Want'

box = tk.Checkbutton(frame, textvariable=text,

variable=check, font=font1)

tex=Text(box, 'unfin' ,frame, text, check, priority, btnge)

textlist.append(tex)

todo()

def todo():

i = 0

for t in textlist:

if t.de == 'unfin':

if t.ge == btnge:

t.box.grid(row=i, sticky = tk.W)

i += 1

def deletion(pri):

for t in textlist:

if t.pr == pri:

if t.ge == btnge:

if t.ch.get() == '1':

t.de = 'fin'

t.box.destroy()

todo()

def genre(button, buclick, gen, la_title,

label_ge, label_m, label_w):

button['state'] = tk.NORMAL

buclick['state'] = tk.DISABLED

global btnge

global color

global la_text

btnge = gen

if (gen == 'sc'):

color = '#A8EEFF'

la_text = '学校のTo Do'

else:

color = '#FFF9A8'

la_text = '生活のTo Do'

la_title['bg'] = color

label_ge['bg'] = color

label_ge['text'] = la_text

label_m['bg'] = color

label_w['bg'] = color

# チェックボックスを破棄して再作成

for t in textlist:

t.box.destroy()

t.box = tk.Checkbutton(t.fr, textvariable=t.te,

variable = t.ch, font=font1)

todo()

シェルスクリプトマガジンvol.93 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.11.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Python用の国産GUIライブラリ公開　コード掲載
005　レポート　Open Source Summit + AI_dev開催
製品レビュー　組み込み機器「ラズパイ AI HAT+」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Streamlitで作るデータ分析Webアプリ/邑川真也　コード掲載
018　特集2　Oracleデータベース入門/宮本拓弥、百木和美、武井菜々子、北村海人
034　イベントレポート「第35回　プロコン」/塩田哲也
036　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡
040　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
046　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
056　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！/原口莉奈　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「仕組みを作るSE」/シェル魔人

レポート1（Vol.93掲載）

投稿日：2024.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：末安泰三

クジラ飛行机氏は2024年11月7日、手軽にGUIを作成可能なPythonライブラリ「TkEasyGUI」のバージョン1.0系列をリリースした。バージョン1.0系列では、複数項目を入力できるフォームダイアログが追加されるなどの機能拡充やバグ修正が施されている。

シェルスクリプトマガジン Vol.93は以下のリンク先でご購入できます。

図1　個人情報を入力させるウィンドウを作成するコードの例

import TkEasyGUI as eg

layout = [
  [eg.Text('氏名', size=(15, 1)), eg.InputText()],
  [eg.Text('住所', size=(15, 1)), eg.InputText()],
  [eg.Text('電話番号', size=(15, 1)), eg.InputText()],
  [eg.Text()],
  [eg.Button('OK'), eg.Button('Cancel')]
]
with eg.Window('個人情報を入力', layout) as window:
  for event in window.event_iter():
    pass

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

import TkEasyGUI as eg

layout = [

[eg.Text('氏名', size=(15, 1)), eg.InputText()],

[eg.Text('住所', size=(15, 1)), eg.InputText()],

[eg.Text('電話番号', size=(15, 1)), eg.InputText()],

[eg.Text()],

[eg.Button('OK'), eg.Button('Cancel')]

]

with eg.Window('個人情報を入力', layout) as window:

for event in window.event_iter():

pass

図3　フォームダイアログを表示するコードの例

iimport TkEasyGUI as eg

form = eg.popup_get_form(["氏名", "住所", "電話番号"],
                         title="個人情報の入力")

1

2

3

4

iimport TkEasyGUI as eg

form = eg.popup_get_form(["氏名", "住所", "電話番号"],

title="個人情報の入力")

特集1　Streamlitで作るデータ分析Webアプリ（Vol.93記載）

投稿日：2024.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：邑川真也

「Streamlit」は、OSS（オープンソースソフトウエア）のPython向けフレームワーク（ライブラリ）です。データの可視化機能や分析機能、ダッシュボードなどを備えるWebアプリケーションを、Pythonを使って迅速かつ容易に作成できます。本特集では、さまざまなWebアプリケーションを実際に作成しながら、基本的なデータの可視化方法から、ノーコードでデータ分析を実現する方法まで、Streamlitのさまざまな活用方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.93は以下のリンク先でご購入できます。

図2　HTMLとCSS、JavaScriptを用いて棒グラフを描くコードの例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport"
        content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Bar Chart Example</title>
  <style>
    .chart-container {
      width: 70%;
      margin: 0 auto;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <div class="chart-container">
    <canvas id="myBarChart"></canvas>
  </div>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/chart.js"></script>
  <script>
    var ctx = document.getElementById('myBarChart').getContext('2d');
    var myBarChart = new Chart(ctx, {
      type: 'bar',
      data: {
        labels: ['January', 'February', 'March',
                 'April', 'May', 'June', 'July'],
        datasets: [{
          label: 'Sample Data',
          data: [65, 59, 80, 81, 56, 55, 40],
          backgroundColor: 'rgba(54, 162, 235, 0.2)',
          borderColor: 'rgba(54, 162, 235, 1)',
          borderWidth: 1
        }]
      },
      options: {
        scales: {
          y: {
            beginAtZero: true
          }
        }
      }
    });
  </script>
</body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

<!DOCTYPE html>

<head>

content="width=device-width, initial-scale=1.0">

<title>Bar Chart Example</title>

<style>

.chart-container {

width: 70%;

margin: 0 auto;

}

</style>

</head>

<body>

</div>

var ctx = document.getElementById('myBarChart').getContext('2d');

var myBarChart = new Chart(ctx, {

type: 'bar',

data: {

labels: ['January', 'February', 'March',

'April', 'May', 'June', 'July'],

datasets: [{

label: 'Sample Data',

data: [65, 59, 80, 81, 56, 55, 40],

backgroundColor: 'rgba(54, 162, 235, 0.2)',

borderColor: 'rgba(54, 162, 235, 1)',

borderWidth: 1

}]

},

options: {

scales: {

y: {

beginAtZero: true

}

});

</script>

</body>

</html>

図3　Streamlitを用いて棒グラフを描くコードの例

import streamlit as st
import pandas as pd
import altair as alt

data = pd.DataFrame({
    'Month': ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June', 'July'],
    'Value': [65, 59, 80, 81, 56, 55, 40]
})
chart = alt.Chart(data).mark_bar().encode(
    x='Month',
    y='Value',
    color=alt.value('steelblue')
)
st.title('Bar Chart Example')
st.altair_chart(chart, use_container_width=True)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

import streamlit as st

import pandas as pd

import altair as alt

data = pd.DataFrame({

'Month': ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June', 'July'],

'Value': [65, 59, 80, 81, 56, 55, 40]

})

chart = alt.Chart(data).mark_bar().encode(

x='Month',

y='Value',

color=alt.value('steelblue')

)

st.title('Bar Chart Example')

st.altair_chart(chart, use_container_width=True)

図6　シンプルなWebアプリケーションのコード

import streamlit as st

# タイトルを表示
st.title("シェルスクリプトマガジン")

1

2

3

4

import streamlit as st

# タイトルを表示

st.title("シェルスクリプトマガジン")

図9　架空の株価データを生成して表示するコード

import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
from datetime import datetime, timedelta

# 株価データを生成（仮のデータ）
dates = [datetime.today() - timedelta(days=i) for i in range(14)]
dates.reverse()
data = {
  'Date': dates,
  'Google': np.random.uniform(2700, 3000, 14),
  'Apple': np.random.uniform(140, 160, 14),
  'Meta': np.random.uniform(320, 350, 14),
  'Amazon': np.random.uniform(3300, 3500, 14)
}
# データフレームに変換
df = pd.DataFrame(data)
df.set_index('Date', inplace=True)
# タイトルを表示
st.title("株価データの可視化")
# データフレームの表示
st.dataframe(df)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

import streamlit as st

import pandas as pd

import numpy as np

from datetime import datetime, timedelta

# 株価データを生成（仮のデータ）

dates = [datetime.today() - timedelta(days=i) for i in range(14)]

dates.reverse()

data = {

'Date': dates,

'Google': np.random.uniform(2700, 3000, 14),

'Apple': np.random.uniform(140, 160, 14),

'Meta': np.random.uniform(320, 350, 14),

'Amazon': np.random.uniform(3300, 3500, 14)

}

# データフレームに変換

df = pd.DataFrame(data)

df.set_index('Date', inplace=True)

# タイトルを表示

st.title("株価データの可視化")

# データフレームの表示

st.dataframe(df)

図14　「data.csv」ファイルに記述するデータ（抜粋）

Case ID,Company,Inquiry Summary,Status,Start Date,Severity
1,Acme Corp,大規模データセットに対するクエリの最適化について,Open,2024-05-19,Sev4
2,Globex Inc,DWHのベストプラクティスについて,Open,2024-05-26,Sev3
3,Globex Inc,データロード時のエラー,Open,2024-05-21,Sev3
4,Soylent Corp,新機能の有効化について,Open,2024-05-22,Sev2
5,Soylent Corp,レプリケートに失敗しています,Open,2024-05-22,Sev3
（略）

1

2

3

4

5

6

7

Case ID,Company,Inquiry Summary,Status,Start Date,Severity

1,Acme Corp,大規模データセットに対するクエリの最適化について,Open,2024-05-19,Sev4

2,Globex Inc,DWHのベストプラクティスについて,Open,2024-05-26,Sev3

3,Globex Inc,データロード時のエラー,Open,2024-05-21,Sev3

4,Soylent Corp,新機能の有効化について,Open,2024-05-22,Sev2

5,Soylent Corp,レプリケートに失敗しています,Open,2024-05-22,Sev3

（略）

図15　ダッシュボードアプリのコード

import streamlit as st
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# ページ設定
st.set_page_config(
  page_title="サポートデスクダッシュボード",
  initial_sidebar_state="expanded",
  layout="wide"
)
st.title("サポートデスクダッシュボード")
# チケット一覧を表示
st.subheader("チケット一覧")
# データ読み込み
df = pd.read_csv("data.csv")

with st.container(border=True, height=100):
  filter1, filter2 = st.columns(2)
with filter1:
  # ステータスによるフィルタ
  status_list = df['Status'].unique()
  selected_status = st.multiselect("ステータス",
                                   options=status_list,
                                   default=status_list)
with filter2:
  # 重要度によるフィルタ
  severity_list = df['Severity'].unique()
  selected_severity = st.multiselect("重要度",
                                     options=severity_list,
                                     default=severity_list)
# フィルタを適用
if selected_status or selected_severity:
  df = df[(df['Status'].isin(selected_status) &
           df['Severity'].isin(selected_severity))]

# データを表示
st.dataframe(df, use_container_width=True)
# グラフを横並びに表示するレイアウトを作成
st.markdown("")
col1, col2  = st.columns(2)
# 縦棒グラフでステータスの数を表示
with col1:
  st.subheader("チケットごとのステータス集計")
  fig, ax = plt.subplots()
  status_counts = df["Status"].value_counts()
  ax.bar(status_counts.index, status_counts.values,
         color="skyblue")
  ax.set_xlabel("Status")
  ax.set_ylabel("Count")
  ax.set_title("Tickets by Status")
  with st.container(border=True):
    st.pyplot(fig)
# 縦棒グラフで重要度の数を表示
with col2:
  st.subheader("チケットごとの重要度集計")
  severity_counts = df["Severity"].value_counts()
  fig, ax = plt.subplots()
  ax.bar(severity_counts.index, severity_counts.values, color="coral")
  ax.set_xlabel("Severity")
  ax.set_ylabel("Count")
  ax.set_title("Tickets by Severity")
  with st.container(border=True):
    st.pyplot(fig)

# CSVダウンロード
csv = df.to_csv(index=False)
st.download_button(
  label="Download CSV",
  data=csv,
  file_name='sample_data.csv',
  mime='text/csv'
)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

import streamlit as st

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# ページ設定

st.set_page_config(

page_title="サポートデスクダッシュボード",

initial_sidebar_state="expanded",

layout="wide"

)

st.title("サポートデスクダッシュボード")

# チケット一覧を表示

st.subheader("チケット一覧")

# データ読み込み

df = pd.read_csv("data.csv")

with st.container(border=True, height=100):

filter1, filter2 = st.columns(2)

with filter1:

# ステータスによるフィルタ

status_list = df['Status'].unique()

selected_status = st.multiselect("ステータス",

options=status_list,

default=status_list)

with filter2:

# 重要度によるフィルタ

severity_list = df['Severity'].unique()

selected_severity = st.multiselect("重要度",

options=severity_list,

default=severity_list)

# フィルタを適用

if selected_status or selected_severity:

df = df[(df['Status'].isin(selected_status) &

df['Severity'].isin(selected_severity))]

# データを表示

st.dataframe(df, use_container_width=True)

# グラフを横並びに表示するレイアウトを作成

st.markdown("")

col1, col2 = st.columns(2)

# 縦棒グラフでステータスの数を表示

with col1:

st.subheader("チケットごとのステータス集計")

fig, ax = plt.subplots()

status_counts = df["Status"].value_counts()

ax.bar(status_counts.index, status_counts.values,

color="skyblue")

ax.set_xlabel("Status")

ax.set_ylabel("Count")

ax.set_title("Tickets by Status")

with st.container(border=True):

st.pyplot(fig)

# 縦棒グラフで重要度の数を表示

with col2:

st.subheader("チケットごとの重要度集計")

severity_counts = df["Severity"].value_counts()

fig, ax = plt.subplots()

ax.bar(severity_counts.index, severity_counts.values, color="coral")

ax.set_xlabel("Severity")

ax.set_ylabel("Count")

ax.set_title("Tickets by Severity")

with st.container(border=True):

st.pyplot(fig)

# CSVダウンロード

csv = df.to_csv(index=False)

st.download_button(

label="Download CSV",

data=csv,

file_name='sample_data.csv',

mime='text/csv'

)

図17　「config.toml」ファイルに記述するテーマ設定の例

[theme]
primaryColor = "#F14143"              # プライマリカラー
backgroundColor = "#101216"           # 背景色
secondaryBackgroundColor = "#191B20"  # セカンダリ背景色
textColor = "#F9F9F9"                 # テキストカラー
font = "sans serif"                   # フォント

1

2

3

4

5

6

[theme]

primaryColor = "#F14143" # プライマリカラー

backgroundColor = "#101216" # 背景色

secondaryBackgroundColor = "#191B20" # セカンダリ背景色

textColor = "#F9F9F9" # テキストカラー

font = "sans serif" # フォント

図18　「pygw_test.py」ファイルに記述するコード

from pygwalker.api.streamlit import StreamlitRenderer
import pandas as pd
import streamlit as st

# Streamlitの画面幅を調整
st.set_page_config(
  page_title="Use Pygwalker In Streamlit",
  layout="wide"
)
# データの取得
df = pd.read_csv("https://kanaries-app.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/public-datasets/bike_sharing_dc.csv")
# PYGWalkerによる可視化 
pyg_app = StreamlitRenderer(df)
pyg_app.explorer()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

from pygwalker.api.streamlit import StreamlitRenderer

import pandas as pd

import streamlit as st

# Streamlitの画面幅を調整

st.set_page_config(

page_title="Use Pygwalker In Streamlit",

layout="wide"

)

# データの取得

df = pd.read_csv("https://kanaries-app.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/public-datasets/bike_sharing_dc.csv")

# PYGWalkerによる可視化

pyg_app = StreamlitRenderer(df)

pyg_app.explorer()

Pythonあれこれ（Vol.93掲載）

投稿日：2024.11.25　｜　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23回では、機械学習ライブラリ「scikit-learn」で何ができるのかを紹介した上で、データを二つのクラスに分類する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.93は以下のリンク先でご購入できます。

図9　テストデータを作成するPythonコード

import pandas as pd
from sklearn.datasets import make_classification
(data, label) = make_classification(n_samples=1000, 
                                    n_features=2, n_classes=2, 
                                    n_informative=2,
                                    n_redundant=0,
                                    random_state=133)
df = pd.DataFrame({'x1':[d[0] for d in data], 
                   'x2':[d[1] for d in data],
                   'label':label})
df.plot.scatter(x='x1', y='x2', 
                c=df['label'].map({0:'blue', 1:'red'}), s=5)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

import pandas as pd

from sklearn.datasets import make_classification

(data, label) = make_classification(n_samples=1000,

n_features=2, n_classes=2,

n_informative=2,

n_redundant=0,

random_state=133)

df = pd.DataFrame({'x1':[d[0] for d in data],

'x2':[d[1] for d in data],

'label':label})

df.plot.scatter(x='x1', y='x2',

c=df['label'].map({0:'blue', 1:'red'}), s=5)

図10　LinearSVCを用いて学習と分類をするPythonコード

from sklearn.svm import LinearSVC
from sklearn.metrics import accuracy_score
clf = LinearSVC(random_state=0, dual='auto', tol=1e-5)
clf.fit(data, label)
accuracy_score(clf.predict(data), label)

1

2

3

4

5

from sklearn.svm import LinearSVC

from sklearn.metrics import accuracy_score

clf = LinearSVC(random_state=0, dual='auto', tol=1e-5)

clf.fit(data, label)

accuracy_score(clf.predict(data), label)

図11　分離面を描画するPythonコード

from mlxtend.plotting import plot_decision_regions
plot_decision_regions(data, label, clf=clf)

1 2	from mlxtend.plotting import plot_decision_regions plot_decision_regions(data, label, clf=clf)

図13　NuSVCを用いて学習と分類をするPythonコード

from sklearn.svm import NuSVC
clf = NuSVC(nu=0.1, random_state=0)
clf.fit(data, label)
accuracy_score(clf.predict(data), label)

1

2

3

4

from sklearn.svm import NuSVC

clf = NuSVC(nu=0.1, random_state=0)

clf.fit(data, label)

accuracy_score(clf.predict(data), label)

図15　SVCを用いて学習と分類をするPythonコード（その1）

from sklearn.svm import SVC
clf = SVC(gamma=0.1, random_state=0)
clf.fit(data, label)
accuracy_score(clf.predict(data), label)

1

2

3

4

from sklearn.svm import SVC

clf = SVC(gamma=0.1, random_state=0)

clf.fit(data, label)

accuracy_score(clf.predict(data), label)

図17　SVCを用いて学習と分類をするPythonコード（その2）

from sklearn.svm import SVC
clf = SVC(gamma=0.1, random_state=0)
clf.fit(data, label)
accuracy_score(clf.predict(data), label)

1

2

3

4

from sklearn.svm import SVC

clf = SVC(gamma=0.1, random_state=0)

clf.fit(data, label)

accuracy_score(clf.predict(data), label)

Markdownを活用する（Vol.93掲載）

投稿日：2024.11.25　｜　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、プレゼンテーション用のスライドを作成するためのプレゼンテーションアプリ「Marp」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.93は以下のリンク先でご購入できます。

図1　Marp用にMarkdownで記述したテキストの例

---
marp: true
---

# 美味しいカレーの作り方  

シェル花子

---

# 材料

- 玉ねぎ
- にんじん
- じゃがいも
- 肉
- カレールー
- 水

---

# 作り方

1. 材料を切る
2. 肉を炒める
3. 野菜を加える
4. 水を加えて煮る
5. カレールーを入れる

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

---

marp: true

---

# 美味しいカレーの作り方

シェル花子

---

# 材料

- 玉ねぎ

- にんじん

- じゃがいも

- 肉

- カレールー

- 水

---

# 作り方

1. 材料を切る

2. 肉を炒める

3. 野菜を加える

4. 水を加えて煮る

5. カレールーを入れる

図8　見出しレベル1をスライドの区切りにしたMarkdown形式のテキスト例

---
marp: true
headingDivider: 1
---

# 美味しいカレーの作り方  

## シェル花子

# 材料

## ここに
### 材料を書く

# 作り方

## 適当に作る

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

---

marp: true

headingDivider: 1

---

# 美味しいカレーの作り方

## シェル花子

# 材料

## ここに

### 材料を書く

# 作り方

## 適当に作る

図11　スライドの背景や文字色を変更したMarkdown形式のテキスト例

---
marp: true
---

# 通常のスライド

---

<!-- 
_backgroundColor: black
_color: white
-->

# 背景が黒く文字が白いスライド

---

<!-- 
_backgroundImage: "linear-gradient(to bottom, #67b8e3, #0288d1)" 
_color: white
-->

# 背景が青いグラデーションのスライド

---

<!-- 
_backgroundImage: url('cat1.png')
-->

# 背景が画像のスライド

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

---

marp: true

---

# 通常のスライド

---

<!--

_backgroundColor: black

_color: white

-->

# 背景が黒く文字が白いスライド

---

<!--

_backgroundImage: "linear-gradient(to bottom, #67b8e3, #0288d1)"

_color: white

-->

# 背景が青いグラデーションのスライド

---

<!--

_backgroundImage: url('cat1.png')

-->

# 背景が画像のスライド

図13　背景画像表示とぼかしフィルタ適用のMarkdown形式のテキスト例

---
marp: true
---

# 背景画像を表示する

![bg cover](cat1.png)

---

# 背景画像にぼかしを入れる

![blur bg cover](cat1.png)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

---

marp: true

---

# 背景画像を表示する

![bg cover](cat1.png)

---

# 背景画像にぼかしを入れる

![blur bg cover](cat1.png)

図15　背景画像の横並びと縦並びのMarkdown形式のテキスト例

---
marp: true
---

# 背景に横並びに配置

![bg](cat1.png)
![bg](cat1.png)
![bg](cat1.png)

---

# 背景に縦並びに配置

![bg vertical](cat1.png)
![bg](cat1.png)
![bg](cat1.png)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

---

marp: true

---

# 背景に横並びに配置

![bg](cat1.png)

---

# 背景に縦並びに配置

![bg vertical](cat1.png)

![bg](cat1.png)

図20　ChatGPTが生成したMarkdown形式のテキスト

---
marp: true
theme: default
paginate: true
backgroundColor: #f0f0f0
---

# 知られざるインドカレー
### シェル花子

---

# 目次
1. 北インド: パニール・バターマサラ  
2. 南インド: チェッティナード・チキンカレー  
3. 西インド: ゴア・フィッシュカレー  
4. 東インド: コサ・マンシャ  
5. 中央インド: ダールバーフライ  
6. 北東インド: アクホニカレー  

---

# 1. 北インド: パニール・バターマサラ

- クリーミーで濃厚なグレイビー
- トマト、バター、クリームを使用
- パニール（カッテージチーズ）入り
- パンジャーブ地方で有名
- ナンやバスマティライスと食べる

---

（略）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

---

marp: true

theme: default

paginate: true

backgroundColor: #f0f0f0

---

# 知られざるインドカレー

### シェル花子

---

# 目次

1. 北インド: パニール・バターマサラ

2. 南インド: チェッティナード・チキンカレー

3. 西インド: ゴア・フィッシュカレー

4. 東インド: コサ・マンシャ

5. 中央インド: ダールバーフライ

6. 北東インド: アクホニカレー

---

# 1. 北インド: パニール・バターマサラ

- クリーミーで濃厚なグレイビー

- トマト、バター、クリームを使用

- パニール（カッテージチーズ）入り

- パンジャーブ地方で有名

- ナンやバスマティライスと食べる

---

（略）

香川大学SLPからお届け！（Vol.93掲載）

投稿日：2024.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：原口莉奈

　私は最近、RPG（Role-Playing Game）の戦闘シーンをC++言語で作成しました。作成には、無償で利用できるゲーム開発用ライブラリ「DXライブラリ」（https://dxlib.xsrv.jp/）を用いています。今回は、その一部であるコマンド選択画面の実装について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.93は以下のリンク先でご購入できます。

図2　ビルド用のバッチファイル「build.bat」に記述する内容

g++ -c Main.cpp -DDX_GCC_COMPILE -I"DxLib"
g++ -o game.exe Main.o -L"DxLib" -lgcc -lDxLib -lDxUseCLib ^
 -lDxDrawFunc -ljpeg -lpng -lzlib -ltiff -ltheora_static ^
 -lvorbis_static -lvorbisfile_static -logg_static ^
 -lbulletdynamics -lbulletcollision -lbulletmath -lopusfile ^
 -lopus -lsilk_common -lcelt

1

2

3

4

5

6

g++ -c Main.cpp -DDX_GCC_COMPILE -I"DxLib"

g++ -o game.exe Main.o -L"DxLib" -lgcc -lDxLib -lDxUseCLib ^

-lDxDrawFunc -ljpeg -lpng -lzlib -ltiff -ltheora_static ^

-lvorbis_static -lvorbisfile_static -logg_static ^

-lbulletdynamics -lbulletcollision -lbulletmath -lopusfile ^

-lopus -lsilk_common -lcelt

図3　「Main.cpp」ファイルに記述するコード

#define WIN_X 256 
#define WIN_Y 224

#include <DxLib.h>

int WINAPI WinMain(
  _In_ HINSTANCE hInstance,
  _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
  _In_ LPSTR IpCmdLine,
  _In_ int nShowCmd)
{
  ChangeWindowMode(TRUE);
  DxLib_Init();

  // ウィンドウ初期化
  SetWindowText("game"); // タイトル
  SetGraphMode(WIN_X, WIN_Y, 32); // 解像度と色深度
  SetBackgroundColor(255, 255, 255); // 背景色

  WaitKey();
  DxLib_End();
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

#define WIN_X 256

#define WIN_Y 224

#include <DxLib.h>

int WINAPI WinMain(

_In_ HINSTANCE hInstance,

_In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,

_In_ LPSTR IpCmdLine,

_In_ int nShowCmd)

{

ChangeWindowMode(TRUE);

DxLib_Init();

// ウィンドウ初期化

SetWindowText("game"); // タイトル

SetGraphMode(WIN_X, WIN_Y, 32); // 解像度と色深度

SetBackgroundColor(255, 255, 255); // 背景色

WaitKey();

DxLib_End();

return 0;

}

図5　「Main.cpp」ファイルに記述するコード

#define WIN_X 256
#define WIN_Y 224

#include <DxLib.h>
#include "Status.h"
#include "Battle.h"

int WINAPI WinMain(
  _In_ HINSTANCE hInstance,
  _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
  _In_ LPSTR IpCmdLine,
  _In_ int nShowCmd)
{
  ChangeWindowMode(TRUE);
  DxLib_Init();

  SetWindowText("game");
  SetGraphMode(WIN_X, WIN_Y, 32);
  SetBackgroundColor(255, 255, 255);
  SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK); // 裏画面描画
  SetWindowSize(1024, 960); // ウィンドウサイズ

  Battle.materialLoad();
  while (ProcessMessage() == 0)
  {
    SetBackgroundColor(0, 0, 0);
    Battle.BattleDraw();
  }
  DxLib_End();
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

#define WIN_X 256

#define WIN_Y 224

#include <DxLib.h>

#include "Status.h"

#include "Battle.h"

int WINAPI WinMain(

_In_ HINSTANCE hInstance,

_In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,

_In_ LPSTR IpCmdLine,

_In_ int nShowCmd)

{

ChangeWindowMode(TRUE);

DxLib_Init();

SetWindowText("game");

SetGraphMode(WIN_X, WIN_Y, 32);

SetBackgroundColor(255, 255, 255);

SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK); // 裏画面描画

SetWindowSize(1024, 960); // ウィンドウサイズ

Battle.materialLoad();

while (ProcessMessage() == 0)

{

SetBackgroundColor(0, 0, 0);

Battle.BattleDraw();

}

DxLib_End();

return 0;

}

図6　「Status.h」ファイルに記述するコード

class BATTLE {
public:
  struct Status {
    char name[50];
    int HP, ATK, DEF; //体力、攻撃力、防御力
  };
  struct Status player = { "player",30, 10, 5 };
  struct Status villain = { "villain",30, 7, 5 };
  struct Status* Player = &player;
  const char* str[4] = { "たたかう", "まもる",
                         "どうぐ", "にげる" };
  const char* item[1] = { "回復" };
  int firstsym = 80;
  int sym = firstsym;
  int sym_limit = firstsym + (4 - 1) * 17;
  int symbol = -1, symnext = 0;
  int pattern = 1;
  int firstarrow = 80;
  int arrow = firstarrow;
  int limit; // firstarrow + (num - 1) * 17
  int a_posi = -1;
  int re = 0;
  int black, white, ms;
  void materialLoad();
  void BattleDraw();
  void one();
  void two();
  void Choices(int x, const char* str[], int n);
private:
};

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

class BATTLE {

public:

struct Status {

char name[50];

int HP, ATK, DEF; //体力、攻撃力、防御力

};

struct Status player = { "player",30, 10, 5 };

struct Status villain = { "villain",30, 7, 5 };

struct Status* Player = &player;

const char* str[4] = { "たたかう", "まもる",

"どうぐ", "にげる" };

const char* item[1] = { "回復" };

int firstsym = 80;

int sym = firstsym;

int sym_limit = firstsym + (4 - 1) * 17;

int symbol = -1, symnext = 0;

int pattern = 1;

int firstarrow = 80;

int arrow = firstarrow;

int limit; // firstarrow + (num - 1) * 17

int a_posi = -1;

int re = 0;

int black, white, ms;

void materialLoad();

void BattleDraw();

void one();

void two();

void Choices(int x, const char* str[], int n);

private:

};

図7　「Battle.h」ファイルに記述するコード

BATTLE Battle;
void BATTLE::materialLoad() {
  black = GetColor(0, 0, 0);
  white = GetColor(255, 255, 255);
  ms = CreateFontToHandle("ＭＳ ゴシック", 10, 6,
                          DX_FONTTYPE_ANTIALIASING_4X4);
}
void BATTLE::Choices(int x, const char* str[], int n) {
  int w = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    DrawBox(x, firstarrow + w,
            x + 80, firstarrow + 16 + w, white, TRUE);
    DrawFormatStringToHandle(x + 5, firstarrow + 5 + w,
                             black, ms, str[i]);
    w += 17;
  }
}
// 初期表示
void BATTLE::one() {
  sym = firstsym;
  pattern = 2;
}
// 矢印の移動
void BATTLE::two() {
  if (symnext == 0) {
    switch (WaitKey()) {
      case KEY_INPUT_DOWN:
        if (sym != sym_limit) sym += 17;
        break;
      case KEY_INPUT_UP:
        if (sym != firstsym)  sym -= 17;
        break;
      case KEY_INPUT_ESCAPE:
        DxLib_End();
        break;	
    }
    if (symbol != -1) symnext++;
  }
}

void BATTLE::BattleDraw() {
  SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK);
  ClearDrawScreen();
  switch(pattern):
  if (pattern == 1) one();
  else if (pattern == 2) two();
  Choices(160, str, 4);
  DrawFormatStringToHandle(144, sym, white, ms, "→");
  ScreenFlip();
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

BATTLE Battle;

void BATTLE::materialLoad() {

black = GetColor(0, 0, 0);

white = GetColor(255, 255, 255);

ms = CreateFontToHandle("ＭＳゴシック", 10, 6,

DX_FONTTYPE_ANTIALIASING_4X4);

}

void BATTLE::Choices(int x, const char* str[], int n) {

int w = 0;

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

DrawBox(x, firstarrow + w,

x + 80, firstarrow + 16 + w, white, TRUE);

DrawFormatStringToHandle(x + 5, firstarrow + 5 + w,

black, ms, str[i]);

w += 17;

}

// 初期表示

void BATTLE::one() {

sym = firstsym;

pattern = 2;

}

// 矢印の移動

void BATTLE::two() {

if (symnext == 0) {

switch (WaitKey()) {

case KEY_INPUT_DOWN:

if (sym != sym_limit) sym += 17;

break;

case KEY_INPUT_UP:

if (sym != firstsym) sym -= 17;

break;

case KEY_INPUT_ESCAPE:

DxLib_End();

break;

}

if (symbol != -1) symnext++;

}

void BATTLE::BattleDraw() {

SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK);

ClearDrawScreen();

switch(pattern):

if (pattern == 1) one();

else if (pattern == 2) two();

Choices(160, str, 4);

DrawFormatStringToHandle(144, sym, white, ms, "→");

ScreenFlip();

}

図9　「Status.h」ファイルにHpDraw()関数の記述を追加

（略）
  void HpDraw();
  void BattleDraw();
（略）

1

2

3

4

（略）

void HpDraw();

void BattleDraw();

（略）

図10　「Battle.h」ファイルのBattleDraw()関数定義部分をこのように書き換える

（略）void BATTLE::HpDraw() {
  DrawBox(180, 160, 250, 184, white, FALSE);
  DrawBox(180, 186, 250, 210, white, FALSE);
  DrawFormatStringToHandle(182, 162, white, ms,
                           "villain\nHP: %d", villain.HP);
  DrawFormatStringToHandle(182, 188, white, ms,
                           "player\nHP:%d", player.HP);
}
void BATTLE::BattleDraw() {
  SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK);
  ClearDrawScreen();
  switch(pattern):
  if (pattern == 1) one();
  else if (pattern == 2) two();
  Choices(160, str, 4);
  DrawFormatStringToHandle(144, sym, white, ms, "→");
  HpDraw();
  ScreenFlip();
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

（略）void BATTLE::HpDraw() {

DrawBox(180, 160, 250, 184, white, FALSE);

DrawBox(180, 186, 250, 210, white, FALSE);

DrawFormatStringToHandle(182, 162, white, ms,

"villain\nHP: %d", villain.HP);

DrawFormatStringToHandle(182, 188, white, ms,

"player\nHP:%d", player.HP);

}

void BATTLE::BattleDraw() {

SetDrawScreen(DX_SCREEN_BACK);

ClearDrawScreen();

switch(pattern):

if (pattern == 1) one();

else if (pattern == 2) two();

Choices(160, str, 4);

DrawFormatStringToHandle(144, sym, white, ms, "→");

HpDraw();

ScreenFlip();

}

Vol.93 補足情報

投稿日：2024.11.20　｜　カテゴリー：　コード

特集1　Streamlitで作るデータ分析Webアプリ

p.13の図15で示したコードで使用するデータファイル「data.csv」をここからダウンロードできます。

連載　香川大学SLPからお届け！

記事で紹介したコードを拡張して、コンピュータとの簡単な対戦ができるゲームを作成しました。ソースコードをまとめたアーカイブファイル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。

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;

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

<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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

<?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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

<?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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

<?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>

シェルスクリプトマガジンvol.92 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.09.25　｜　カテゴリー：　コード

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　

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）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

（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）
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

■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

}

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))

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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
)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

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))

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

# 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)

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',
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

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

1

2

3

4

# 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

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

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

## 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

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

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',
  ],

1

2

3

4

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;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

/* 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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

# 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

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

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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

## 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

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

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）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

（略）

entryContext: './manuscripts',

toc: {

htmlPath: 'toc.html',

title: '目次',

},

entry: [

'index.md',

{ rel: 'contents' },

'01.md',

（略）

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。

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

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}")

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

<!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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

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)

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;
    }
  }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

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()
    pygame.time.delay(30)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

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()

pygame.time.delay(30)

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。

1

2

3

4

5

6

7

8

# 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。

1

2

3

# {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。

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;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

#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;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

#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;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

#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;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

#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;

}

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>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

<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>

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。

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

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()

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：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

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：

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

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")

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

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;

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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;

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

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;

1

2

3

4

5

6

7

8

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");
});

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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");

});

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])

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

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')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

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')

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。

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

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
    )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

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()

Vol.89 補足情報

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.89 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.03.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　進研ゼミに生成AI活用新サービス
005　レポート　HHKB Studioのキートップカスタム
006　製品レビュー　スマートリング「SOXAI RING 1」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Amazon EC2入門/飯村望、清水祥伽
023　Hello Nogyo!
024　特集2　コンテンツクラウドのBox/有賀友三、結城亮史、葵健晴、辰己学
040　Markdownを活用する/藤原由来　コード掲載
050　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
054　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
058　香川大学SLPからお届け！/宇佐美志久眞
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068　Linux定番エディタ入門/大津真　コード掲載
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「顧客と一心同体の精神を育成」/シェル魔人

Markdownを活用する（Vol.89掲載）

投稿日：2024.03.25　｜　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。第1回はMarkdownベースの高機能なノートアプリ「Obsidian」の初歩的な使い方と、Markdownの基本的な記法を説明します。

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2　Markdownの記述例

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

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()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

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()

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

'### 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)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

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')

1

2

3

4

5

6

7

8

import streamlit as st

selected = st.sidebar.selectbox(

'なに食べる？',

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

)

st.image(selected + '.jpg')

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

# 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

Vol.88 補足情報

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

特集2　自宅Linuxサーバー構築

p.14の「Windows 10のサポートが終了する2024年6月末ごろ」は「Windows 10（バージョン22H2）のサポートが終了する2025年10月14日」の誤りです（詳しくサポート期間は、こちら）。お詫びして訂正いたします。

Windows 10（バージョン22H2）は、まだ1年半以上のサポートが受けられますので、安心してお使いください。

情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.88 Web掲載記事まとめ

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Open Source Summit Japan開催
005　レポート　国内開発の日本語LLM
006　製品レビュー　スマートテレビ「32S2」
007　NEWS FLASH
008　特集1　CentOS Linux 7からの移行先を考える/弦本春樹
013　Hello Nogyo!
014　特集2　自宅Linuxサーバー構築/麻生二郎　コード掲載
028　特別企画　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　シナリオ作り編/ふる（FuruyamD）
038　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
042　大規模言語モデル/桑原滝弥、イケヤシロウ
044　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
049　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
054　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
056　タイ語から分かる現地生活/つじみき
062　香川大学SLPからお届け！/谷知紘
068　Linux定番エディタ入門/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「SELiunxとユニケージ」/シェル魔人

特集2　自宅Linuxサーバー構築（Vol.88記載）

投稿日：2024.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：麻生二郎

Linuxやサーバーソフト、インターネットの仕組みを知りたいのなら、Linuxサーバーを構築するのが一番です。使わなくなった古いノートパソコンを活用し、自宅内にLinuxサーバーを構築してみましょう。本特集では、その手順を分かりやすく紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

Part3　サーバーソフトを導入する

図1　Sambaの設定（/etc/samba/smb.conf）

[global]
workgroup = SHMAG
dos charset = CP932
unix charset = UTF8

[share]
path = /var/share
browsable = yes
writable = yes
create mask = 0777
directory mask = 0777

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

[global]

workgroup = SHMAG

dos charset = CP932

unix charset = UTF8

[share]

path = /var/share

browsable = yes

writable = yes

create mask = 0777

directory mask = 0777

Pythonあれこれ（Vol.88掲載）

投稿日：2024.01.25　｜　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18回では、米Google社が提供する機械学習フレームワーク「MediaPipe」の顔検出機能を用いて、お遊びのプログラム作成に挑戦します。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

図1　顔ランドマーク検出をするコード

import cv2
import mediapipe as mp

spec = mp.solutions.drawing_utils.DrawingSpec(thickness=1,
                                              circle_radius=1)
cap = cv2.VideoCapture(0)
with mp.solutions.face_mesh.FaceMesh(
    min_detection_confidence=0.5, 
    min_tracking_confidence=0.5) as face_mesh:
  while True:
    success, image = cap.read()
    if not success: print("Warning: No camera image"); continue
    image = cv2.cvtColor(cv2.flip(image, 1), cv2.COLOR_BGR2RGB)
    image.flags.writeable = False
    results = face_mesh.process(image)
    # Annotate the face mesh
    image.flags.writeable = True
    image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2BGR)
    if results.multi_face_landmarks:
      for landmarks in results.multi_face_landmarks:
        mp.solutions.drawing_utils.draw_landmarks(
            image=image, landmark_list=landmarks,
            connections=mp.solutions.face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,
            landmark_drawing_spec=spec,
            connection_drawing_spec=spec)
    cv2.imshow('MediaPipe FaceMesh', image)
    if cv2.waitKey(5) & 0xFF == 27: break
cap.release()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

import cv2

import mediapipe as mp

spec = mp.solutions.drawing_utils.DrawingSpec(thickness=1,

circle_radius=1)

cap = cv2.VideoCapture(0)

with mp.solutions.face_mesh.FaceMesh(

min_detection_confidence=0.5,

min_tracking_confidence=0.5) as face_mesh:

while True:

success, image = cap.read()

if not success: print("Warning: No camera image"); continue

image = cv2.cvtColor(cv2.flip(image, 1), cv2.COLOR_BGR2RGB)

image.flags.writeable = False

results = face_mesh.process(image)

# Annotate the face mesh

image.flags.writeable = True

image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2BGR)

if results.multi_face_landmarks:

for landmarks in results.multi_face_landmarks:

mp.solutions.drawing_utils.draw_landmarks(

image=image, landmark_list=landmarks,

connections=mp.solutions.face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,

landmark_drawing_spec=spec,

connection_drawing_spec=spec)

cv2.imshow('MediaPipe FaceMesh', image)

if cv2.waitKey(5) & 0xFF == 27: break

cap.release()

図4　「顔ハメ」アプリのコード

import cv2
import numpy as np
from PIL import Image, ImageDraw
import mediapipe as mp

def scaleToHeight(img, height):
  h, w = img.shape[:2]
  width = round(w * (height / h))
  dst = cv2.resize(img, dsize=(width, height))
  return dst
def convertToRGBA(src, type):
  return Image.fromarray(cv2.cvtColor(src, type))\
              .convert('RGBA')
def trimOutside(base, over, loc):
  drw = ImageDraw.Draw(base)
  drw.rectangle([(0, 0), (loc[0]-1, over.size[1]-1)],
                fill=(0, 0, 0))
  drw.rectangle([(loc[0]+over.size[0], 0), 
                 (base.size[0]-1,over.size[1]-1)],
                fill=(0, 0, 0))
def overlayImage(src, overlay, location):
  # convert images to PIL format
  pil_src     = convertToRGBA(src,     cv2.COLOR_BGR2RGB)
  pil_overlay = convertToRGBA(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)
  # conpose two images
  pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_src.size, (0, 0, 0, 0))
  pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)
  trimOutside(pil_tmp, pil_overlay, location)
  result_image = Image.alpha_composite(pil_src, pil_tmp)
  # convert result to OpenCV format
  return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image),
                      cv2.COLOR_RGBA2BGRA)
def decrementTimer(timer, image, p_idx):
  h, w = image.shape[:2]
  if timer < 0:
    p_idx = (p_idx + 1) % len(panels)
    return TIMER_INITIAL_VALUE, p_idx
  elif timer == 30:
    global still
    still = image
    cv2.rectangle(image, (0, 0), (w, h), (255,255,255),
                  thickness=-1)
    return timer - 1, p_idx
  elif timer < 30:
    image = still
    return timer - 1, p_idx
  d, r = timer // 30, timer % 30
  c = 255 / 60 * r + 128
  cv2.putText(image, org=(int(w/2-100), int(h/2+100)), 
              text=str(d),
              fontFace=cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX,
              fontScale=10.0, color=(c, c, c),
              thickness=30,
              lineType=cv2.LINE_AA)
  return timer - 1, p_idx
# prepare the kao_hame_panels
panels = []
panels.append(cv2.imread('img1.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
panels.append(cv2.imread('img2.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
panels.append(cv2.imread('img3.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))
# capture from a camera
cap = cv2.VideoCapture(0)
ret, frame = cap.read()
# rescale the kao_hame image
height, width = frame.shape[:2]
for i in range(len(panels)):
  panels[i] = scaleToHeight(panels[i], height)
p_idx = 0
panel = panels[p_idx]
p_height, p_width = panel.shape[:2]
# timing counter
TIMER_INITIAL_VALUE = 119
timer = TIMER_INITIAL_VALUE
with mp.solutions.face_mesh\
                 .FaceMesh(max_num_faces=1,
                           refine_landmarks=True,
                           min_detection_confidence=0.5,
                           min_tracking_confidence=0.5)\
                 as face_mesh:
  while cap.isOpened():
    success, image = cap.read()
    if not success:
      print("Ignoring empty camera frame.")
      continue
    image = cv2.flip(image, 1)
    location = ((width-p_width)//2, 0)
    image = overlayImage(image, panel, location)
    image2 = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    results = face_mesh.process(image2)
    if results.multi_face_landmarks != None:
      timer, p_idx = decrementTimer(timer, image, p_idx)
      panel = panels[p_idx]
      p_height, p_width = panel.shape[:2]
    else:
      timer = TIMER_INITIAL_VALUE          # reset timer
    # triming the image
    image = image[0:p_height,
                  location[0]:location[0]+p_width]
    cv2.imshow('Virtual Face-in-Hole Cutout', image)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

import cv2

import numpy as np

from PIL import Image, ImageDraw

import mediapipe as mp

def scaleToHeight(img, height):

h, w = img.shape[:2]

width = round(w * (height / h))

dst = cv2.resize(img, dsize=(width, height))

return dst

def convertToRGBA(src, type):

return Image.fromarray(cv2.cvtColor(src, type))\

.convert('RGBA')

def trimOutside(base, over, loc):

drw = ImageDraw.Draw(base)

drw.rectangle([(0, 0), (loc[0]-1, over.size[1]-1)],

fill=(0, 0, 0))

drw.rectangle([(loc[0]+over.size[0], 0),

(base.size[0]-1,over.size[1]-1)],

fill=(0, 0, 0))

def overlayImage(src, overlay, location):

# convert images to PIL format

pil_src = convertToRGBA(src, cv2.COLOR_BGR2RGB)

pil_overlay = convertToRGBA(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)

# conpose two images

pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_src.size, (0, 0, 0, 0))

pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)

trimOutside(pil_tmp, pil_overlay, location)

result_image = Image.alpha_composite(pil_src, pil_tmp)

# convert result to OpenCV format

return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image),

cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

def decrementTimer(timer, image, p_idx):

h, w = image.shape[:2]

if timer < 0:

p_idx = (p_idx + 1) % len(panels)

return TIMER_INITIAL_VALUE, p_idx

elif timer == 30:

global still

still = image

cv2.rectangle(image, (0, 0), (w, h), (255,255,255),

thickness=-1)

return timer - 1, p_idx

elif timer < 30:

image = still

return timer - 1, p_idx

d, r = timer // 30, timer % 30

c = 255 / 60 * r + 128

cv2.putText(image, org=(int(w/2-100), int(h/2+100)),

text=str(d),

fontFace=cv2.FONT_HERSHEY_DUPLEX,

fontScale=10.0, color=(c, c, c),

thickness=30,

lineType=cv2.LINE_AA)

return timer - 1, p_idx

# prepare the kao_hame_panels

panels = []

panels.append(cv2.imread('img1.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

panels.append(cv2.imread('img2.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

panels.append(cv2.imread('img3.png', cv2.IMREAD_UNCHANGED))

# capture from a camera

cap = cv2.VideoCapture(0)

ret, frame = cap.read()

# rescale the kao_hame image

height, width = frame.shape[:2]

for i in range(len(panels)):

panels[i] = scaleToHeight(panels[i], height)

p_idx = 0

panel = panels[p_idx]

p_height, p_width = panel.shape[:2]

# timing counter

TIMER_INITIAL_VALUE = 119

timer = TIMER_INITIAL_VALUE

with mp.solutions.face_mesh\

.FaceMesh(max_num_faces=1,

refine_landmarks=True,

min_detection_confidence=0.5,

min_tracking_confidence=0.5)\

as face_mesh:

while cap.isOpened():

success, image = cap.read()

if not success:

print("Ignoring empty camera frame.")

continue

image = cv2.flip(image, 1)

location = ((width-p_width)//2, 0)

image = overlayImage(image, panel, location)

image2 = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

results = face_mesh.process(image2)

if results.multi_face_landmarks != None:

timer, p_idx = decrementTimer(timer, image, p_idx)

panel = panels[p_idx]

p_height, p_width = panel.shape[:2]

else:

timer = TIMER_INITIAL_VALUE # reset timer

# triming the image

image = image[0:p_height,

location[0]:location[0]+p_width]

cv2.imshow('Virtual Face-in-Hole Cutout', image)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break

cap.release()

cv2.destroyAllWindows()

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.88掲載）

投稿日：2024.01.25　｜　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4回は、モノクロ有機ELディスプレイと湿温度センサー「DHT-11」で日本語表示の湿温度計を作ります。

シェルスクリプトマガジン Vol.88は以下のリンク先でご購入できます。

図9　温度と湿度を日本語で表示するプログラム（temp_hum.py）

from machine import Pin
from machine import I2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C
from display import PinotDisplay
from pnfont import Font
import dht
import time

# ELパネル
i2c=I2C(0, freq=400000)
ssd = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)
# pinotライブラリ
fnt = Font('/fonts/shnmk12u.pfn')
disp = PinotDisplay(panel = ssd, font = fnt)
# DHT-11センサー
sensor = dht.DHT11(Pin(15))

while True:
    os_error = False
    try:
        sensor.measure()
    except OSError as e:
        os_error = True
    
    line1 = "温度: {0:2d} C".format(sensor.temperature())
    line2 = "湿度: {0:2d} %".format(sensor.humidity())
    line3 = "DHT-11エラー" if os_error else "                "
    
    # 温度表示
    disp.locate(1, 0)
    disp.text(line1)
    # 湿度表示
    disp.locate(1,12)
    disp.text(line2)
    # エラー表示
    disp.locate(1,24)
    disp.text(line3)
    
    time.sleep(2)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

from machine import Pin

from machine import I2C

from ssd1306 import SSD1306_I2C

from display import PinotDisplay

from pnfont import Font

import dht

import time

# ELパネル

i2c=I2C(0, freq=400000)

ssd = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)

# pinotライブラリ

fnt = Font('/fonts/shnmk12u.pfn')

disp = PinotDisplay(panel = ssd, font = fnt)

# DHT-11センサー

sensor = dht.DHT11(Pin(15))

while True:

os_error = False

try:

sensor.measure()

except OSError as e:

os_error = True

line1 = "温度: {0:2d} C".format(sensor.temperature())

line2 = "湿度: {0:2d} %".format(sensor.humidity())

line3 = "DHT-11エラー" if os_error else " "

# 温度表示

disp.locate(1, 0)

disp.text(line1)

# 湿度表示

disp.locate(1,12)

disp.text(line2)

# エラー表示

disp.locate(1,24)

disp.text(line3)

time.sleep(2)

Pythonあれこれ（Vol.87掲載）

投稿日：2023.11.25　｜　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17回では、データを記録して残す「永続化」の手法の続編として、O/Rマッパーを使ってデータベースにアクセスする方法について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.87は以下のリンク先でご購入できます。

図3　宣言的マッピングをするコード

from typing import List
from typing import Optional
from sqlalchemy import ForeignKey
from sqlalchemy import String
from sqlalchemy.orm import DeclarativeBase
from sqlalchemy.orm import Mapped
from sqlalchemy.orm import mapped_column
from sqlalchemy.orm import relationship

class Base(DeclarativeBase):
  pass

class User(Base):
  __tablename__ = "user_account"
  id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)
  name: Mapped[str] = mapped_column(String(30))
  fullname: Mapped[Optional[str]]
  addresses: Mapped[List["Address"]] = relationship(
    back_populates="user", cascade="all, delete-orphan"
  )
  def __repr__(self) -> str:
    return f"User(id={self.id!r},\
name={self.name!r}, fullname={self.fullname!r})"

class Address(Base):
  __tablename__ = "address"
  id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)
  email_address: Mapped[str]
  user_id: Mapped[int] = mapped_column(ForeignKey("user_account.id"))
  user: Mapped["User"] = relationship(back_populates="addresses")
  def __repr__(self) -> str:
    return f"Address(id={self.id!r},\
email_address={self.email_address!r})"

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

from typing import List

from typing import Optional

from sqlalchemy import ForeignKey

from sqlalchemy import String

from sqlalchemy.orm import DeclarativeBase

from sqlalchemy.orm import Mapped

from sqlalchemy.orm import mapped_column

from sqlalchemy.orm import relationship

class Base(DeclarativeBase):

pass

class User(Base):

__tablename__ = "user_account"

id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)

fullname: Mapped[Optional[str]]

addresses: Mapped[List["Address"]] = relationship(

back_populates="user", cascade="all, delete-orphan"

)

def __repr__(self) -> str:

return f"User(id={self.id!r},\

name={self.name!r}, fullname={self.fullname!r})"

class Address(Base):

__tablename__ = "address"

id: Mapped[int] = mapped_column(primary_key=True)

email_address: Mapped[str]

user_id: Mapped[int] = mapped_column(ForeignKey("user_account.id"))

user: Mapped["User"] = relationship(back_populates="addresses")

def __repr__(self) -> str:

return f"Address(id={self.id!r},\

email_address={self.email_address!r})"

図4　データベースエンジンとなるオブジェクトを作成するコード

from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine("sqlite:///a_db.sqlite3", echo=True)

1 2	from sqlalchemy import create_engine engine = create_engine("sqlite:///a_db.sqlite3", echo=True)

図5　発行されるSQL

CREATE TABLE user_account (
	id INTEGER NOT NULL, 
	name VARCHAR(30) NOT NULL, 
	fullname VARCHAR, 
	PRIMARY KEY (id)
)
CREATE TABLE address (
	id INTEGER NOT NULL, 
	email_address VARCHAR NOT NULL, 
	user_id INTEGER NOT NULL, 
	PRIMARY KEY (id), 
	FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES user_account (id)
)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

CREATE TABLE user_account (

id INTEGER NOT NULL,

name VARCHAR(30) NOT NULL,

fullname VARCHAR,

PRIMARY KEY (id)

)

CREATE TABLE address (

id INTEGER NOT NULL,

email_address VARCHAR NOT NULL,

user_id INTEGER NOT NULL,

PRIMARY KEY (id),

FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES user_account (id)

)

図6　データ操作用オブジェクトを作成するコード

from sqlalchemy.orm import Session

with Session(engine) as session:
  spongebob = User(
    name="spongebob",
    fullname="Spongebob Squarepants",
    addresses=[Address(email_address="spongebob@sqlalchemy.org")],
  )
  sandy = User(
    name="sandy",
    fullname="Sandy Cheeks",
    addresses=[
      Address(email_address="sandy@sqlalchemy.org"),
      Address(email_address="sandy@squirrelpower.org"),
    ],
  )
  patrick = User(name="patrick", fullname="Patrick Star")
  session.add_all([spongebob, sandy, patrick])
  session.commit()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

from sqlalchemy.orm import Session

with Session(engine) as session:

spongebob = User(

name="spongebob",

fullname="Spongebob Squarepants",

addresses=[Address(email_address="spongebob@sqlalchemy.org")],

)

sandy = User(

name="sandy",

fullname="Sandy Cheeks",

addresses=[

Address(email_address="sandy@sqlalchemy.org"),

Address(email_address="sandy@squirrelpower.org"),

],

)

patrick = User(name="patrick", fullname="Patrick Star")

session.add_all([spongebob, sandy, patrick])

session.commit()

図7　図6のコードを実行した際の画面出力（抜粋）

BEGIN (implicit)
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('spongebob', 'Spongebob Squarepants')
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy', 'Sandy Cheeks')
INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('patrick', 'Patrick Star')
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('spongebob@sqlalchemy.org', 1)
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy@sqlalchemy.org', 2)
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id
（略）('sandy@squirrelpower.org', 2)
COMMIT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

BEGIN (implicit)

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('spongebob', 'Spongebob Squarepants')

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy', 'Sandy Cheeks')

INSERT INTO user_account (name, fullname) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('patrick', 'Patrick Star')

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('spongebob@sqlalchemy.org', 1)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy@sqlalchemy.org', 2)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?) RETURNING id

（略）('sandy@squirrelpower.org', 2)

COMMIT

図8　簡単な検索をするコード

from sqlalchemy.orm import Session
from sqlalchemy import select

session = Session(engine)
stmt = select(User).where(User.name.in_(["spongebob", "sandy"]))
for user in session.scalars(stmt):
  print(user)

1

2

3

4

5

6

7

from sqlalchemy.orm import Session

from sqlalchemy import select

session = Session(engine)

stmt = select(User).where(User.name.in_(["spongebob", "sandy"]))

for user in session.scalars(stmt):

print(user)

図9　図8のコードを実行した際に発行されるSQL

BEGIN (implicit)
SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname
FROM user_account
WHERE user_account.name IN (?, ?)
（略） ('spongebob', 'sandy')

1

2

3

4

5

BEGIN (implicit)

SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname

FROM user_account

WHERE user_account.name IN (?, ?)

（略） ('spongebob', 'sandy')

図10　図8のコードを実行した際に表示される検索結果

User(id=1, name='spongebob', fullname='Spongebob Squarepants')
User(id=2, name='sandy', fullname='Sandy Cheeks')

1 2	User(id=1, name='spongebob', fullname='Spongebob Squarepants') User(id=2, name='sandy', fullname='Sandy Cheeks')

図11　少し複雑な検索をするコード

stmt = (
  select(Address)
  .join(Address.user)
  .where(User.name == "sandy")
  .where(Address.email_address == "sandy@sqlalchemy.org")
)
sandy_address = session.scalars(stmt).one()

1

2

3

4

5

6

7

stmt = (

select(Address)

.join(Address.user)

.where(User.name == "sandy")

.where(Address.email_address == "sandy@sqlalchemy.org")

)

sandy_address = session.scalars(stmt).one()

図12　図11のコードを実行した際に発行されるSQL

SELECT address.id, address.email_address, address.user_id
FROM address JOIN user_account ON user_account.id = address.user_id
WHERE user_account.name = ? AND address.email_address = ?
（略） ('sandy', 'sandy@sqlalchemy.org')

1

2

3

4

SELECT address.id, address.email_address, address.user_id

FROM address JOIN user_account ON user_account.id = address.user_id

WHERE user_account.name = ? AND address.email_address = ?

（略） ('sandy', 'sandy@sqlalchemy.org')

図13　データ変更のシンプルなコード例

sandy_address.email_address = "sandy_cheeks@sqlalchemy.org"
session.commit()

1 2	sandy_address.email_address = "sandy_cheeks@sqlalchemy.org" session.commit()

図14　図13のコードを実行した際に発行されるSQL

UPDATE address SET email_address=? WHERE address.id = ?
（略）('sandy_cheeks@sqlalchemy.org', 2)
COMMIT

1

2

3

UPDATE address SET email_address=? WHERE address.id = ?

（略）('sandy_cheeks@sqlalchemy.org', 2)

COMMIT

図15　データ変更の少し複雑なコード例

stmt = select(User).where(User.name == "patrick")
patrick = session.scalars(stmt).one()
patrick.addresses \
.append(Address(email_address="patrickstar@sqlalchemy.org"))
session.commit()

1

2

3

4

5

stmt = select(User).where(User.name == "patrick")

patrick = session.scalars(stmt).one()

patrick.addresses \

.append(Address(email_address="patrickstar@sqlalchemy.org"))

session.commit()

図16　図15のコードを実行した際に発行されるSQL


SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname
FROM user_account
WHERE user_account.name = ?
（略）('patrick',) 
　
SELECT address.id AS address_id, address.email_address
  AS address_email_address, address.user_id AS address_user_id 
FROM address 
WHERE ? = address.user_id
（略）(3,)
　
INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?)
（略）('patrickstar@sqlalchemy.org', 3)
COMMIT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

SELECT user_account.id, user_account.name, user_account.fullname

FROM user_account

WHERE user_account.name = ?

（略）('patrick',)

SELECT address.id AS address_id, address.email_address

AS address_email_address, address.user_id AS address_user_id

FROM address

WHERE ? = address.user_id

（略）(3,)

INSERT INTO address (email_address, user_id) VALUES (?, ?)

（略）('patrickstar@sqlalchemy.org', 3)

COMMIT

香川大学SLPからお届け！（Vol.87掲載）

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大村空良

プログラミングにおいて重要な要素の一つが、プログラムの実行速度です。プログラムの実行速度は、より良いアルゴリズムを選択することで大きく改善できます。今回は、巡回セールスマン問題を解くC++プログラムを、アルゴリズムを変更して高速化した例を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.87は以下のリンク先でご購入できます。

図2　図1の巡回セールスマン問題を解くC++コード「sample1.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
  int n = 4, ans = 1e9-1, sum;
  int a[4][4] = {
    {0, 3, 7, 8},
    {3, 0, 4, 4},
    {7, 4, 0, 3},
    {8, 4, 3, 0}
  };
  vector<int> v_ans, v = {0, 1, 2, 3};
  do {
    //初期化
    sum = 0;
    //距離を足す
    for (int i = 1; i < n; i++) {
      sum += a[v[i-1]][v[i]];
    }
    sum += a[v[n-1]][v[0]];
    //比較
    if (ans > sum) {
      ans = sum;
      v_ans = v;
    }
  } while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
//結果表示
  for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),
         [](int& item) { item++; });
  copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),
       ostream_iterator<int>(cout, "→"));
  cout << v_ans[0] << endl;
  cout << ans << endl;
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main() {

int n = 4, ans = 1e9-1, sum;

int a[4][4] = {

{0, 3, 7, 8},

{3, 0, 4, 4},

{7, 4, 0, 3},

{8, 4, 3, 0}

};

vector<int> v_ans, v = {0, 1, 2, 3};

do {

//初期化

sum = 0;

//距離を足す

for (int i = 1; i < n; i++) {

sum += a[v[i-1]][v[i]];

}

sum += a[v[n-1]][v[0]];

//比較

if (ans > sum) {

ans = sum;

v_ans = v;

}

} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));

//結果表示

for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),

[](int& item) { item++; });

copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),

ostream_iterator<int>(cout, "→"));

cout << v_ans[0] << endl;

cout << ans << endl;

return 0;

}

図3　都市数を変えられるように図2のコードを拡張した「sample2.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
#include "sales.h"
using namespace std;
int main() {
  int ans = 1e9-1, sum;
  vector<int> v_ans;
  do {
    sum = 0;
    for (int i = 1; i < n; i++) {
      sum += a[v[i-1]][v[i]];
    }
    sum += a[v[n-1]][v[0]];
    if (ans > sum) {
      ans = sum;
      v_ans = v;
    }
  } while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
  for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),
           [](int& item) { item++; });
  copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),
       ostream_iterator<int>(cout, "→"));
  cout << v_ans[0] << endl;
  cout << ans << endl;
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

#include <bits/stdc++.h>

#include "sales.h"

using namespace std;

int main() {

int ans = 1e9-1, sum;

vector<int> v_ans;

do {

sum = 0;

for (int i = 1; i < n; i++) {

sum += a[v[i-1]][v[i]];

}

sum += a[v[n-1]][v[0]];

if (ans > sum) {

ans = sum;

v_ans = v;

}

} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));

for_each(v_ans.begin(), v_ans.end(),

[](int& item) { item++; });

copy(v_ans.begin(), v_ans.end(),

ostream_iterator<int>(cout, "→"));

cout << v_ans[0] << endl;

cout << ans << endl;

return 0;

}

図4　ヘッダーファイル生成用のPythonスクリプト「make_header.py」

import random
import sys

text = "dummy"
while not text.isdecimal():
  print("整数値を入力してください: ",
        file=sys.stderr, end='')
  text = input()
num = int(text)
if num > 15 or num < 1:
  sys.exit(1)
array = [[0] * num for i in range(num)]
random.seed()
for i in range(num):
  for j in range(num):
    if i != j:
      if array[j][i] != 0:
        array[i][j] = array[j][i]
      else:
        array[i][j] = random.randint(1, 9)
print('#include <vector>')
print('using namespace std;')
print(f'int n = {num};')
print(f'int a[{num}][{num}] = {{')
for i in range(num):
  line = str(array[i])[1:-1]
  print('{' + line + '},')
print('};')
line = list(range(0, num))
line = str(line)[1:-1]
print(f'vector<int> v = {{{line}}};')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

import random

import sys

text = "dummy"

while not text.isdecimal():

print("整数値を入力してください: ",

file=sys.stderr, end='')

text = input()

num = int(text)

if num > 15 or num < 1:

sys.exit(1)

array = [[0] * num for i in range(num)]

random.seed()

for i in range(num):

for j in range(num):

if i != j:

if array[j][i] != 0:

array[i][j] = array[j][i]

else:

array[i][j] = random.randint(1, 9)

print('#include <vector>')

print('using namespace std;')

print(f'int n = {num};')

print(f'int a[{num}][{num}] = {{')

for i in range(num):

line = str(array[i])[1:-1]

print('{' + line + '},')

print('};')

line = list(range(0, num))

line = str(line)[1:-1]

print(f'vector<int> v = {{{line}}};')

図5　フィボナッチ数を求めるC++コード「sample3.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
unsigned long long fib(char n) {
  if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
int main() {
  char n = 5;
  cout << fib(n) << endl;
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

unsigned long long fib(char n) {

if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;

if (n == 1) return 1;

return fib(n - 1) + fib(n - 2);

}

int main() {

char n = 5;

cout << fib(n) << endl;

return 0;

}

図7　動的計画法を用いて改良したコード「sample4.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
unsigned long long fib(char n) {
  if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;
  if (n == 1) return 1;
  unsigned long long f[128];
  f[0] = 0;
  f[1] = 1;
  for (char i = 2; i <= n; i++) {
    f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
  }
  return f[n];
}
int main() {
  char n = 5;
  cout << fib(n) << endl;
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

unsigned long long fib(char n) {

if ((n <= 0) || (n > 93)) return 0;

if (n == 1) return 1;

unsigned long long f[128];

f[0] = 0;

f[1] = 1;

for (char i = 2; i <= n; i++) {

f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];

}

return f[n];

}

int main() {

char n = 5;

cout << fib(n) << endl;

return 0;

}

図10　動的計画法を用いて改良したコード「sample5.cpp」

#include <bits/stdc++.h>
#include "sales.h"
using namespace std;
int main() {
  int dp[(1<<n)][n];
  for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      dp[i][j] = 1e9-1;
    }
  }
  dp[0][0] = 0;
  for (int i = 0; i < (1<<n); i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
      for (int k = 0; k < n; k++) {
        if (i==0 || !(i & (1<<k)) && (i & (1<<j))) {
          if( j != k ) {
            dp[i | (1<<k)][k] = min(dp[i | (1<<k)][k],
                                    dp[i][j] + a[j][k]);
          }
        }
      }
    }
  }
  cout << dp[(1<<n) - 1][0] << endl;
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

#include <bits/stdc++.h>

#include "sales.h"

using namespace std;

int main() {

int dp[(1<<n)][n];

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

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

dp[i][j] = 1e9-1;

}

dp[0][0] = 0;

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

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

for (int k = 0; k < n; k++) {

if (i==0 || !(i & (1<<k)) && (i & (1<<j))) {

if( j != k ) {

dp[i | (1<<k)][k] = min(dp[i | (1<<k)][k],

dp[i][j] + a[j][k]);

}

cout << dp[(1<<n) - 1][0] << endl;

return 0;

}

Vol.87 補足情報

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.87 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.11.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Raspberry Pi 5が登場
005　レポート　キーボード「HHKB Studio」が発売
006　製品レビュー　小型パソコン「X68000 Z PRODUCT EDITION BLACK MODEL」
007　NEWS FLASH
008　特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作編集作業編/ふる（FuruyamD）
014　特集2　電子帳簿保存法を知る/永禮啓大
021　Hello Nogyo!
022　特別企画　アプリバで業務システム開発/前佛雅人
032　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡
035　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
038　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
044　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
046　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一　コード掲載
052　エコシステム/桑原滝弥、イケヤシロウ
054　香川大学SLPからお届け！/大村空良
060　タイ語から分かる現地生活/つじみき
066　ユニケージ通信/ぱぺぽ
070　Linux定番エディタ入門/大津真
076　Techパズル/gori.sh
077　コラム「ユニケージが実現・目指しているところ」/シェル魔人

Vol.86 補足情報

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

訂正・補足情報はありません。
情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.86 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Python in Excelの開発版登場
005　レポート　iPhone 15シリーズを発表
006　製品レビュー　電子小物「koko Tag（ココタグ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Markdown入門ガイド/藤原由来　コード掲載
024　特集2　最新COBOL入門/比毛寛之　コード掲載
034　特別企画　CMSのPlone/酒井忠臣、烈
046　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
050　CMS/桑原滝弥、イケヤシロウ
052　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
057　Hello Nogyo!
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
062　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
064　香川大学SLPからお届け！/石上椋一　コード掲載
072　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
076　タイ語から分かる現地生活/つじみき
082　Linux定番エディタ入門/大津真
088　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉　コード掲載
091　Techパズル/gori.sh
093　コラム「ユニケージアーキテクチャ」/シェル魔人

特集1 Markdown入門ガイド（Vol.86記載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：藤原由来

本特集では、文書の装飾や構造付けを手軽に実施できる記法「Markdown」について解説します。Markdownを使うと、テキストファイルでレポートやスライド、書籍などを作成でき、GitHubなどの各種Webサービスでの投稿やコミュニケーションがより便利になります。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図2　Markdownの記述内容

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

## 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

図19　Markdownテキストの例

#␣カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

##␣材料

-␣カレールー
-␣牛肉
-␣野菜
-␣サラダ油
-␣水

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

#␣カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

##␣材料

-␣カレールー

-␣牛肉

-␣野菜

-␣サラダ油

-␣水

図46　MarpによるスライドのMarkdownテキスト例

---
marp: true
---

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

---

# 材料

- カレールー
- 牛肉
- 野菜
- サラダ油
- 水

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

---

marp: true

---

# カレーの作り方

おいしいカレーを作りましょう。

---

# 材料

- カレールー

- 牛肉

- 野菜

- サラダ油

- 水

特集1 COBOL入門（Vol.86記載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：比毛寛之

レガシー問題や技術者不足などで話題の多いプログラミング言語が「COBOL」です。古い言語というイメージがありますが、ISOから2023年の新規格が公表されたことでも分かるように、現在も進化を続けています。本特集では、COBOLの現状を紹介しつつ、「opensource COBOL 4J」というオープンソースソフトウエアのCOBOLコンパイラを使ってCOBOL言語の基本を解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図1　「HELLO WORLD!」という文字列を表示するCOBOLのサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. HELLOWORLD.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-TEXT PIC X(20).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           MOVE "HELLO WORLD!" TO MY-TEXT.
           DISPLAY MY-TEXT.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. HELLOWORLD.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-TEXT PIC X(20).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

MOVE "HELLO WORLD!" TO MY-TEXT.

DISPLAY MY-TEXT.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5

図4　COBOLのサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. MYCOBOL.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-GRP.
      *    03  MY-WORK-X     PIC X(10).                                 20230804
           03  MY-WORK-X2    PIC X(10).                                 20230804
           03  MY-WORK-9     PIC 9(05).
      ********************************************
       PROCEDURE DIVISION.
      ********************************************
       PROC1 SECTION.
       PROC1-000.
      *    MOVE "ABC" TO MY-WORK-X.                                     20230804
           MOVE "DEF" TO MY-WORK-X2.                                    20230804
           MOVE 100   TO MY-WORK-9.
       PROC1-900.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. MYCOBOL.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-GRP.

* 03 MY-WORK-X PIC X(10). 20230804

03 MY-WORK-X2 PIC X(10). 20230804

03 MY-WORK-9 PIC 9(05).

********************************************

PROCEDURE DIVISION.

********************************************

PROC1 SECTION.

PROC1-000.

* MOVE "ABC" TO MY-WORK-X. 20230804

MOVE "DEF" TO MY-WORK-X2. 20230804

MOVE 100 TO MY-WORK-9.

PROC1-900.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8

図5　コンソールからの入力と画面への出力をするサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. HELLO.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  MY-NAME PIC X(20).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           DISPLAY "Enter your name: " NO ADVANCING.
           ACCEPT  MY-NAME.
           DISPLAY "Hello " MY-NAME.
       MAIN-EXIT.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. HELLO.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 MY-NAME PIC X(20).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

DISPLAY "Enter your name: " NO ADVANCING.

ACCEPT MY-NAME.

DISPLAY "Hello " MY-NAME.

MAIN-EXIT.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+

図6　ファイルにデータを出力するサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPWRITE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC  9(02).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           DISPLAY "*** Creating Employee file ***".
           OPEN  OUTPUT EMP-FILE.
      *
           MOVE  "0011"            TO   EMP-CD.
           MOVE  "Saitama Saburo"  TO   EMP-NAME.
           MOVE  "01"              TO   EMP-DPT-CD.
           MOVE  20020401          TO   EMP-ENT-DATE.
           WRITE EMP-REC.
      *                        ----+----+----+----+----+----+----+
           WRITE EMP-REC FROM "0012Chiba Jiro          0219990401".
           WRITE EMP-REC FROM "0013Tokyo Taro          0319970401".
           WRITE EMP-REC FROM "0014Kanagawa Shiro      0120120401".
           WRITE EMP-REC FROM "0015Niigata  Goroo      0220010401".
      *                        ----+----+----+----+----+----+----+
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPWRITE.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

DISPLAY "*** Creating Employee file ***".

OPEN OUTPUT EMP-FILE.

*

MOVE "0011" TO EMP-CD.

MOVE "Saitama Saburo" TO EMP-NAME.

MOVE "01" TO EMP-DPT-CD.

MOVE 20020401 TO EMP-ENT-DATE.

WRITE EMP-REC.

* ----+----+----+----+----+----+----+

WRITE EMP-REC FROM "0012Chiba Jiro 0219990401".

WRITE EMP-REC FROM "0013Tokyo Taro 0319970401".

WRITE EMP-REC FROM "0014Kanagawa Shiro 0120120401".

WRITE EMP-REC FROM "0015Niigata Goroo 0220010401".

* ----+----+----+----+----+----+----+

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

図7　ファイル中のレコードを読み出して画面に表示するサンプルコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPLIST.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC 9(02).
       01  DSP-REC.
           03  DSP-CD         PIC X(04).
           03  FILLER         PIC X.
           03  DSP-NAME       PIC X(20).
           03  FILLER         PIC XX.
           03  DSP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  FILLER         PIC X.
           03  DSP-ENT-DATE   PIC 9999/99/99.
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           OPEN  INPUT EMP-FILE.
           DISPLAY "*** Employee List ***".
           DISPLAY "ID   Employee Name        Dpt Enter date".
           DISPLAY "---- -------------------- --- ----------".
           PERFORM UNTIL (EMP-STS NOT = ZERO)
             READ EMP-FILE NEXT
               AT END
                  DISPLAY "EOF"
               NOT AT END
                  MOVE   EMP-CD         TO   DSP-CD
                  MOVE   EMP-NAME       TO   DSP-NAME
                  MOVE   EMP-DPT-CD     TO   DSP-DPT-CD
                  MOVE   EMP-ENT-DATE   TO   DSP-ENT-DATE
                  DISPLAY DSP-REC
             END-READ
           END-PERFORM.
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPLIST.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

01 DSP-REC.

03 DSP-CD PIC X(04).

03 FILLER PIC X.

03 DSP-NAME PIC X(20).

03 FILLER PIC XX.

03 DSP-DPT-CD PIC X(02).

03 FILLER PIC X.

03 DSP-ENT-DATE PIC 9999/99/99.

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

OPEN INPUT EMP-FILE.

DISPLAY "*** Employee List ***".

DISPLAY "ID Employee Name Dpt Enter date".

DISPLAY "---- -------------------- --- ----------".

PERFORM UNTIL (EMP-STS NOT = ZERO)

READ EMP-FILE NEXT

AT END

DISPLAY "EOF"

NOT AT END

MOVE EMP-CD TO DSP-CD

MOVE EMP-NAME TO DSP-NAME

MOVE EMP-DPT-CD TO DSP-DPT-CD

MOVE EMP-ENT-DATE TO DSP-ENT-DATE

DISPLAY DSP-REC

END-READ

END-PERFORM.

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+

図9　「EMPSEARCH.cbl」ファイルに記述するコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+-
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPSEARCH.
       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  WK-AREA.
         03  WK-CD        PIC X(04).
         03  WK-NAME      PIC X(20).
         03  WK-DPT-CD    PIC X(02).
         03  WK-ENT-DATE  PIC 9(08).
         03  WK-RETURN    PIC 9(01).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-RTN.
           DISPLAY "*** Employee Search ***".
           DISPLAY "Code:     : " NO ADVANCING.
           ACCEPT  WK-CD.
           CALL   "EMPREAD" USING WK-CD, WK-NAME, WK-DPT-CD,
                                  WK-ENT-DATE, WK-RETURN.
           IF WK-RETURN = ZERO
              DISPLAY "Name      : " WK-NAME
              DISPLAY "Dept code : " WK-DPT-CD
              DISPLAY "Enter date: " WK-ENT-DATE
           ELSE
              DISPLAY "Employee not found!"
           END-IF.
       MAIN-EXIT.
           STOP RUN.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+-

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPSEARCH.

DATA DIVISION.

WORKING-STORAGE SECTION.

01 WK-AREA.

03 WK-CD PIC X(04).

03 WK-NAME PIC X(20).

03 WK-DPT-CD PIC X(02).

03 WK-ENT-DATE PIC 9(08).

03 WK-RETURN PIC 9(01).

PROCEDURE DIVISION.

MAIN-RTN.

DISPLAY "*** Employee Search ***".

DISPLAY "Code: : " NO ADVANCING.

ACCEPT WK-CD.

CALL "EMPREAD" USING WK-CD, WK-NAME, WK-DPT-CD,

WK-ENT-DATE, WK-RETURN.

IF WK-RETURN = ZERO

DISPLAY "Name : " WK-NAME

DISPLAY "Dept code : " WK-DPT-CD

DISPLAY "Enter date: " WK-ENT-DATE

ELSE

DISPLAY "Employee not found!"

END-IF.

MAIN-EXIT.

STOP RUN.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+-

図10　「EMPREAD.cbl」ファイルに記述するコード

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7
       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. EMPREAD.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"
                  ORGANIZATION IS INDEXED
                  ACCESS MODE  IS  DYNAMIC
                  RECORD KEY   IS  EMP-CD
                  FILE STATUS  IS  EMP-STS.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD  EMP-FILE.
       01  EMP-REC.
           03  EMP-CD         PIC X(04).
           03  EMP-NAME       PIC X(20).
           03  EMP-DPT-CD     PIC X(02).
           03  EMP-ENT-DATE   PIC 9(08).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  EMP-STS            PIC  9(02).
       LINKAGE SECTION.
       01  LK-CD              PIC X(04).
       01  LK-NAME            PIC X(20).
       01  LK-DPT-CD          PIC X(02).
       01  LK-ENT-DATE        PIC 9(08).
       01  LK-RETURN          PIC 9(01).
       PROCEDURE DIVISION     USING     LK-CD, LK-NAME, LK-DPT-CD,
                                        LK-ENT-DATE, LK-RETURN.
       MAIN-CONTROL SECTION.
       MAIN-000.
           INITIALIZE EMP-REC.
           MOVE  ZERO         TO   LK-RETURN.
           OPEN  INPUT EMP-FILE.
           MOVE  LK-CD        TO   EMP-CD.
           READ  EMP-FILE KEY IS   EMP-CD
             INVALID KEY
                 MOVE  1      TO   LK-RETURN
           END-READ.
           MOVE  EMP-NAME     TO   LK-NAME.
           MOVE  EMP-DPT-CD   TO   LK-DPT-CD.
           MOVE  EMP-ENT-DATE TO   LK-ENT-DATE.
           CLOSE EMP-FILE.
       MAIN-900.
           EXIT PROGRAM.
----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

IDENTIFICATION DIVISION.

PROGRAM-ID. EMPREAD.

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT EMP-FILE ASSIGN TO "EMPFILE"

ORGANIZATION IS INDEXED

ACCESS MODE IS DYNAMIC

RECORD KEY IS EMP-CD

FILE STATUS IS EMP-STS.

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD EMP-FILE.

01 EMP-REC.

03 EMP-CD PIC X(04).

03 EMP-NAME PIC X(20).

03 EMP-DPT-CD PIC X(02).

03 EMP-ENT-DATE PIC 9(08).

WORKING-STORAGE SECTION.

01 EMP-STS PIC 9(02).

LINKAGE SECTION.

01 LK-CD PIC X(04).

01 LK-NAME PIC X(20).

01 LK-DPT-CD PIC X(02).

01 LK-ENT-DATE PIC 9(08).

01 LK-RETURN PIC 9(01).

PROCEDURE DIVISION USING LK-CD, LK-NAME, LK-DPT-CD,

LK-ENT-DATE, LK-RETURN.

MAIN-CONTROL SECTION.

MAIN-000.

INITIALIZE EMP-REC.

MOVE ZERO TO LK-RETURN.

OPEN INPUT EMP-FILE.

MOVE LK-CD TO EMP-CD.

READ EMP-FILE KEY IS EMP-CD

INVALID KEY

MOVE 1 TO LK-RETURN

END-READ.

MOVE EMP-NAME TO LK-NAME.

MOVE EMP-DPT-CD TO LK-DPT-CD.

MOVE EMP-ENT-DATE TO LK-ENT-DATE.

CLOSE EMP-FILE.

MAIN-900.

EXIT PROGRAM.

----+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7

図11　「EmpSearchDemo.java」ファイルに記述するコード

import jp.osscons.opensourcecobol.libcobj.ui.*;

public class EmpSearchDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EMPREAD prog = new EMPREAD();
        CobolResultSet rs = prog.execute("0011", "", "", 0, 0);
        System.out.println("*** Employee Search from Java ***");
        System.out.println("Code      : " + rs.getString(1));
        System.out.println("Name      : " + rs.getString(2));
        System.out.println("Dept code : " + rs.getString(3));
        System.out.println("Enter date: " + rs.getInt(4));
    }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

import jp.osscons.opensourcecobol.libcobj.ui.*;

public class EmpSearchDemo {

public static void main(String[] args) throws Exception {

EMPREAD prog = new EMPREAD();

CobolResultSet rs = prog.execute("0011", "", "", 0, 0);

System.out.println("*** Employee Search from Java ***");

System.out.println("Code : " + rs.getString(1));

System.out.println("Name : " + rs.getString(2));

System.out.println("Dept code : " + rs.getString(3));

System.out.println("Enter date: " + rs.getInt(4));

}

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　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」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2回は、有機ELディスプレイを取り付けます。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図6　SSD1306搭載有機ELディスプレイを動作させるサンプルプログラム（ssd1306_sample.py）

from machine import I2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C
import network

i2c = I2C(0)
ssd = SSD1306_I2C(width=128, height=32, i2c=i2c, addr=0x3C)

ssd.fill(0)             # 0クリア
ssd.text("Hello, world", 0, 0)
# IPアドレスを描画
conn = network.WLAN(network.STA_IF)
if conn.isconnected():
    conf = conn.ifconfig()
    ssd.text(conf[0], 0, 8)
ssd.show()              # フレームバッファをSSD1306に転送

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

from machine import I2C

from ssd1306 import SSD1306_I2C

import network

i2c = I2C(0)

ssd = SSD1306_I2C(width=128, height=32, i2c=i2c, addr=0x3C)

ssd.fill(0) # 0クリア

ssd.text("Hello, world", 0, 0)

# IPアドレスを描画

conn = network.WLAN(network.STA_IF)

if conn.isconnected():

conf = conn.ifconfig()

ssd.text(conf[0], 0, 8)

ssd.show() # フレームバッファをSSD1306に転送

Pythonあれこれ（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　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16回では、データを永続的に残す「永続化」の手法の一つとして、Pythonプログラムからデータベースにアクセスする方法について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図3　データベースにテーブルを作成してデータを格納するコード

from sqlalchemy import text
with engine.connect() as conn:
  conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id":1, "name":"John"}, {"id":2, "name":"Bob"}],
    )
  conn.commit()

1

2

3

4

5

6

7

8

from sqlalchemy import text

with engine.connect() as conn:

conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id":1, "name":"John"}, {"id":2, "name":"Bob"}],

)

conn.commit()

図5　テーブルのデータを読み出すコード

with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))
  for record in result:
    print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

1

2

3

4

with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))

for record in result:

print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

図6　commit()を忘れたコードの例

with engine.connect() as conn:
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id":3, "name":"Kate"}, {"id":4, "name":"Bob"}],
    )
  conn.commit()

1

2

3

4

5

6

with engine.connect() as conn:

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id":3, "name":"Kate"}, {"id":4, "name":"Bob"}],

)

conn.commit()

図8　データベースに含まれるテーブルを表示するコード

from sqlalchemy import create_engine
engine = create_engine("sqlite:///:memory:", echo=True)
with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(
             text("SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table'")
           )
  for record in result:
    print(record)

1

2

3

4

5

6

7

8

from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine("sqlite:///:memory:", echo=True)

with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(

text("SELECT name FROM sqlite_master WHERE type='table'")

)

for record in result:

print(record)

図9　ファイル内にデータベースを作成するコード

from sqlalchemy import create_engine, text
engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")
with engine.connect() as conn:
  conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))
  conn.execute(
    text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),
         [{"id": 1, "name": "John"}, {"id": 2, "name": "Bob"}],
  )
  conn.commit()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

from sqlalchemy import create_engine, text

engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")

with engine.connect() as conn:

conn.execute(text("CREATE TABLE a_table (id int, name string)"))

conn.execute(

text("INSERT INTO a_table (id, name) VALUES (:id, :name)"),

[{"id": 1, "name": "John"}, {"id": 2, "name": "Bob"}],

)

conn.commit()

図10　ファイル内データベースのテーブルからデータを読み出すコード

from sqlalchemy import create_engine, text
engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")
with engine.connect() as conn:
  result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))
  for record in result:
    print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

1

2

3

4

5

6

from sqlalchemy import create_engine, text

engine = create_engine("sqlite:///db.sqlite3")

with engine.connect() as conn:

result = conn.execute(text("SELECT * FROM a_table"))

for record in result:

print(f"id: {record.id}, name: {record.name}")

香川大学SLPからお届け！（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：石上椋一

今回は、私が開発した文章校正用のWebアプリケーションについて紹介します。文章校正機能は「textlint」というNode.js上で稼働するアプリケーションを使って実現しているため、少ないコード量で実装できました。米Google社のアプリケーション開発プラットフォーム「Firebase」を利用したユーザー認証機能を付加する方法も解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図1　テンプレートファイル「index.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ</title>
  </head>
  <body>
    <h1>こんにちは！文章校正アプリです</h1>
    <h2>PDFファイルアップローダー</h2>
    <form action="/result" method="POST" enctype="multipart/form-data">
      <input type=file name="pdf_file">
      <button>ファイル送信</button>
    </form>
  </body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリ</title>

</head>

<body>

<h1>こんにちは！文章校正アプリです</h1>

<h2>PDFファイルアップローダー</h2>

<button>ファイル送信</button>

</form>

</body>

</html>

図2　テンプレートファイル「result.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ 結果表示</title>
  </head>
  <body>
    <h1>こんにちは！文章校閲アプリです</h1>
    <h2>PDFファイルアップローダー</h2>
    <form action="/result" method="POST" enctype="multipart/form-data">
      <input type=file name="pdf_file">
      <button>ファイル送信</button>
    </form>
    <table border="1">
      <thead>
        <tr>
          <th>何行目</th>
          <th>何文字目</th>
          <th>修正内容</th>
        </tr>
      </thead>
      <tbody>
        {% for result in result_table %}
        <tr>
          <td>{{result[0]}}</td>
          <td>{{result[1]}}</td>
          <td>{{result[2]}}</td>                    
        </tr>
        {% endfor %}
      </tbody>
    </table>
    <br>
    <p>修正した文章</p>
    <textarea rows="10" cols="80">{{result_text}}</textarea>
  </body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリ結果表示</title>

</head>

<body>

<h1>こんにちは！文章校閲アプリです</h1>

<h2>PDFファイルアップローダー</h2>

<button>ファイル送信</button>

</form>

<thead>

<tr>

</tr>

</thead>

<tbody>

{% for result in result_table %}

<tr>

<td>{{result[0]}}</td>

<td>{{result[1]}}</td>

<td>{{result[2]}}</td>

</tr>

{% endfor %}

</tbody>

</table>

<br>

<p>修正した文章</p>

<textarea rows="10" cols="80">{{result_text}}</textarea>

</body>

</html>

図3　「web_app.py」ファイルに記述するコード

from flask import Flask, request, render_template, \
                  redirect, url_for, session
import subprocess
import re

app = Flask(__name__)
def upload_pdf_file(pdf_file):
  pdf_file.save("uploads/target.pdf")
def run_pdf2text():
  cmd = "pdftotext -nopgbrk uploads/target.pdf uploads/target.md"
  subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)
def run_textlint_and_get_result_list():
  cmd = "npx textlint uploads/target.md"
  result = subprocess.run(cmd, shell=True,
                          capture_output=True, text=True)
  result_list = result.stdout.split("\n")
  result_table = []
  for result in result_list[2:-4]:
    tmp_result = result.split(" error ")
    if len(tmp_result) >= 2:
      row = int(tmp_result[0].split(":")[0].strip())
      colum = tmp_result[0].split(":")[1].strip()
      error_data = re.sub("ja-technical-writing/[a-z | -]*",
                          "",tmp_result[1]).strip()
      result_table.append([row, colum, error_data])
  return result_table
def run_textlint_fix_data():
  cmd = "npx textlint --fix ./uploads/target.md"
  subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)
  with open("./uploads/target.md", ) as md_file:
    data_lines = md_file.read()
  return data_lines
@app.route("/index", methods=["GET"])
def index():
  return render_template("index.html")
@app.route("/", methods=["GET"])
def root():
  return redirect(url_for("index"))
@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])
def result():
  if request.method == "POST":
    pdf_file = request.files["pdf_file"]
    upload_pdf_file(pdf_file)
    run_pdf2text()
    result_table = run_textlint_and_get_result_list()
    result_text = run_textlint_fix_data()
    return render_template("result.html",
                           result_table=result_table,
                           result_text=result_text)
  return redirect(url_for('index'))

if __name__ == "__main__":
  app.debug = True
  app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

from flask import Flask, request, render_template, \

redirect, url_for, session

import subprocess

import re

app = Flask(__name__)

def upload_pdf_file(pdf_file):

pdf_file.save("uploads/target.pdf")

def run_pdf2text():

cmd = "pdftotext -nopgbrk uploads/target.pdf uploads/target.md"

subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)

def run_textlint_and_get_result_list():

cmd = "npx textlint uploads/target.md"

result = subprocess.run(cmd, shell=True,

capture_output=True, text=True)

result_list = result.stdout.split("\n")

result_table = []

for result in result_list[2:-4]:

tmp_result = result.split(" error ")

if len(tmp_result) >= 2:

row = int(tmp_result[0].split(":")[0].strip())

colum = tmp_result[0].split(":")[1].strip()

error_data = re.sub("ja-technical-writing/[a-z | -]*",

"",tmp_result[1]).strip()

result_table.append([row, colum, error_data])

return result_table

def run_textlint_fix_data():

cmd = "npx textlint --fix ./uploads/target.md"

subprocess.run(cmd, shell=True, capture_output=True, text=True)

with open("./uploads/target.md", ) as md_file:

data_lines = md_file.read()

return data_lines

@app.route("/index", methods=["GET"])

def index():

return render_template("index.html")

@app.route("/", methods=["GET"])

def root():

return redirect(url_for("index"))

@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])

def result():

if request.method == "POST":

pdf_file = request.files["pdf_file"]

upload_pdf_file(pdf_file)

run_pdf2text()

result_table = run_textlint_and_get_result_list()

result_text = run_textlint_fix_data()

return render_template("result.html",

result_table=result_table,

result_text=result_text)

return redirect(url_for('index'))

if __name__ == "__main__":

app.debug = True

app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

図4　「.textlintrc.json」ファイルに記述する設定の例

{
  "rules": {
    "preset-ja-technical-writing": {
      "sentence-length": {
        "max": 100
      },
      "max-comma": {
        "max": 4
      },
      "max-ten": {
        "max": 4
      },
      "max-kanji-continuous-len": {
        "max": 7,
        "allow": []
      },
      "arabic-kanji-numbers": true,
      "no-mix-dearu-desumasu": {
        "preferInHeader": "",
        "preferInBody": "である",
        "preferInList": "である",
        "strict": true
      },
      "ja-no-mixed-period": {
        "periodMark": "。"
      },
      "no-double-negative-ja": true,
      "no-dropping-the-ra": true,
      "no-doubled-conjunctive-particle-ga": true,
      "no-doubled-conjunction": true,
      "no-doubled-joshi": {
        "min_interval": 1
      },
      "no-invalid-control-character": true,
      "no-zero-width-spaces": true,
      "no-exclamation-question-mark": true,
      "no-hankaku-kana": true,
      "ja-no-weak-phrase": true,
      "ja-no-successive-word": true,
      "ja-no-abusage": true,
      "ja-no-redundant-expression": true,
      "ja-unnatural-alphabet": true,
      "no-unmatched-pair": true
    }
  }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

{

"rules": {

"preset-ja-technical-writing": {

"sentence-length": {

"max": 100

},

"max-comma": {

"max": 4

},

"max-ten": {

"max": 4

},

"max-kanji-continuous-len": {

"max": 7,

"allow": []

},

"arabic-kanji-numbers": true,

"no-mix-dearu-desumasu": {

"preferInHeader": "",

"preferInBody": "である",

"preferInList": "である",

"strict": true

},

"ja-no-mixed-period": {

"periodMark": "。"

},

"no-double-negative-ja": true,

"no-dropping-the-ra": true,

"no-doubled-conjunctive-particle-ga": true,

"no-doubled-conjunction": true,

"no-doubled-joshi": {

"min_interval": 1

},

"no-invalid-control-character": true,

"no-zero-width-spaces": true,

"no-exclamation-question-mark": true,

"no-hankaku-kana": true,

"ja-no-weak-phrase": true,

"ja-no-successive-word": true,

"ja-no-abusage": true,

"ja-no-redundant-expression": true,

"ja-unnatural-alphabet": true,

"no-unmatched-pair": true

}

図10　「~/webapp/static/json/firebase.json」ファイルに記述する設定の例

{
  "apiKey": "AIzaSyA1LQooSfvSda0jkBQl20ZfGR6lHOC5XBw",
  "authDomain": "test-1d03e.firebaseapp.com",
  "databaseURL": "https://test-1d03e-default-rtdb.firebaseio.com",
  "projectId": "test-1d03e",
  "storageBucket": "test-1d03e.appspot.com",
  "messagingSenderId": "919322583901",
  "appId": "1:919322583901:web:abb5d744e9ed04b8927eb4"
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

{

"apiKey": "AIzaSyA1LQooSfvSda0jkBQl20ZfGR6lHOC5XBw",

"authDomain": "test-1d03e.firebaseapp.com",

"databaseURL": "https://test-1d03e-default-rtdb.firebaseio.com",

"projectId": "test-1d03e",

"storageBucket": "test-1d03e.appspot.com",

"messagingSenderId": "919322583901",

"appId": "1:919322583901:web:abb5d744e9ed04b8927eb4"

}

図11　テンプレートファイル「create_account.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ アカウント作成ページ</title>
  </head>
  <body>
    <form class="login-form" action='/create_account' method='POST'>
      <input type="text" name="email" placeholder="email address"/>
      <input type="password" name="password" placeholder="password"/>
      <button>Create an account</button>
      <p>{{msg}}</p>
      <p>Already registered?
        <a href="/login">Login</a>
      </p>
    </form>
  </body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリアカウント作成ページ</title>

</head>

<body>

<button>Create an account</button>

<p>Already registered?

<a href="/login">Login</a>

</p>

</form>

</body>

</html>

図12　テンプレートファイル「login.html」に記述するコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
  <head>
    <title>文章校正アプリ ログインページ</title>
  </head>
  <body>
    <form class="login-form" action="/login" method="POST">
      <input type="text" name="email" placeholder="email address"/>
      <input type="password" name="password" placeholder="password"/>
      <button>Login</button>
      <p>{{msg}}</p>
      <p>Not registered?
        <a href="/create_account">Create an account</a>
      </p>
    </form>
  </body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

<!doctype html>

<head>

<title>文章校正アプリログインページ</title>

</head>

<body>

<button>Login</button>

<p>Not registered?

<a href="/create_account">Create an account</a>

</p>

</form>

</body>

</html>

図13　「web_app.py」ファイルの「app = Flask(name)」行の前後に追加するコード

import os, json
import pyrebase

app = Flask(__name__)
app.config["SECRET_KEY"] = os.urandom(24)
with open("static/json/firebase.json") as f:
  firebaseConfig = json.loads(f.read())
firebase = pyrebase.initialize_app(firebaseConfig)
auth = firebase.auth()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

import os, json

import pyrebase

app = Flask(__name__)

app.config["SECRET_KEY"] = os.urandom(24)

with open("static/json/firebase.json") as f:

firebaseConfig = json.loads(f.read())

firebase = pyrebase.initialize_app(firebaseConfig)

auth = firebase.auth()

図14　「web_app.py」ファイルの既存のルーティング設定にコードを追加

（略）
@app.route("/index", methods=["GET"])
def index():
  if session.get("usr") == None:
    return redirect(url_for("login"))
  return render_template("index.html")
@app.route("/", methods=["GET"])
def root():
  return redirect(url_for("index"))
@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])
def result():
  if session.get("usr") == None:
    return redirect(url_for("login"))
  if request.method == "POST":
    pdf_file = request.files["pdf_file"]
（略）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

（略）

@app.route("/index", methods=["GET"])

def index():

if session.get("usr") == None:

return redirect(url_for("login"))

return render_template("index.html")

@app.route("/", methods=["GET"])

def root():

return redirect(url_for("index"))

@app.route("/result", methods=["GET", "POST"])

def result():

if session.get("usr") == None:

return redirect(url_for("login"))

if request.method == "POST":

pdf_file = request.files["pdf_file"]

（略）

図15　「web_app.py」ファイルにルーティング設定を追加

@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])
def login():
  if request.method == "GET":
    return render_template("login.html", msg="")
  email = request.form["email"]
  password = request.form["password"]
  try:
    auth.sign_in_with_email_and_password(email, password)
    session["usr"] = email
    return redirect(url_for("index"))
  except:
    message = "メールアドレスまたはパスワードが違います"
    return render_template("login.html", msg=message)
@app.route("/create_account", methods=["GET", "POST"])
def create_account():
  if request.method == "GET":
    return render_template("create_account.html", msg="")
  email = request.form["email"]
  password = request.form["password"]
  try:
    auth.create_user_with_email_and_password(email, password)
    session["usr"] = email
    return redirect(url_for("index"))
  except:
    message = "アカウントを作成できませんでした"
    return render_template("login.html", msg=message)
@app.route('/logout')
def logout():
  del session["usr"]
  return redirect(url_for("login"))

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

@app.route("/login", methods=["GET", "POST"])

def login():

if request.method == "GET":

return render_template("login.html", msg="")

email = request.form["email"]

password = request.form["password"]

try:

auth.sign_in_with_email_and_password(email, password)

session["usr"] = email

return redirect(url_for("index"))

except:

message = "メールアドレスまたはパスワードが違います"

return render_template("login.html", msg=message)

@app.route("/create_account", methods=["GET", "POST"])

def create_account():

if request.method == "GET":

return render_template("create_account.html", msg="")

email = request.form["email"]

password = request.form["password"]

try:

auth.create_user_with_email_and_password(email, password)

session["usr"] = email

return redirect(url_for("index"))

except:

message = "アカウントを作成できませんでした"

return render_template("login.html", msg=message)

@app.route('/logout')

def logout():

del session["usr"]

return redirect(url_for("login"))

ユニケージ通信（Vol.86掲載）

投稿日：2023.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：田渕智也、高橋未来哉

業務システム開発手法の「ユニケージ」では、データベース管理システムやフレームワークなどを使わずにシステムを構築します。システムの中身が見えやすい分、仕組みやルールを理解していないと正しい開発ができません。第5回は、排他制御について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.86は以下のリンク先でご購入できます。

図2　ulockコマンド

#!/bin/bash

if ulock lock; then

  ここに読み書きなどの処理を記述する

  rm -rf lock

1

2

3

4

5

6

7

#!/bin/bash

if ulock lock; then

ここに読み書きなどの処理を記述する

rm -rf lock

シェルスクリプトマガジンvol.85 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Wasm向けPOSIX互換ライブラリ「WASIX」
005　レポート　手のひらネットワーク機器
006　製品レビュー　ロボット「NICOBO（ニコボ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編/ふる（FuruyamD）
015　Hello Nogyo!
016　特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう/寺島広大、渡邊隼人、水谷和弘、狩俣樹
026　特集3 ChatGPTで注目の対話型AI/三沢友治
034　特別企画　成功するアジャイル開発/奥村剛史
044　Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作/米田聡　コード掲載
054　Pythonあれこれ/飯尾淳
060　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
064　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
068　SEO/桑原滝弥、イケヤシロウ
070　タイ語から分かる現地生活/つじみき
076　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078　香川大学SLPからお届け！/谷知紘　コード掲載
084　Linux定番エディタ入門/大津真
091　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
096　Techパズル/gori.sh
097　コラム「ユニケージはデータ移行も得意」/シェル魔人

Raspberry Pi Pico W/WHで始める電子工作（Vol.85掲載）

投稿日：2023.07.25　｜　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1回は、プログラムの開発環境を構築します。

シェルスクリプトマガジン Vol.85は以下のリンク先でご購入できます。

図17　初期化プログラム（boot.py）

import sys
import time
import network
import ntptime
from machine import RTC

SSID='your_ssid'
PASS='your_passphrase'

IFCONFIG=('192.168.1.80', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '192.168.1.1')

def wifi_connect(ssid, passkey, timeout=20):
    conn = network.WLAN(network.STA_IF)
    if conn.isconnected():
        return conn
    
    conn.active(True)
    conn.connect(ssid, passkey)

    while not conn.isconnected() and timeout > 0:
        time.sleep(1)
        timeout -= 1
    if conn.isconnected():
        return conn
    else:
        return None

conn = wifi_connect(SSID, PASS)
if conn is None:
    print('Can not connect to ' + SSID)
else:
    conn.ifconfig(IFCONFIG)
    print('Connect to ' + SSID)
    # 日時設定
    rtc = RTC()
    ntptime.host = 'ntp.nict.jp'
    now = time.localtime(ntptime.time() + 9 * 60 * 60)
    rtc.datetime((now[0], now[1], now[2], now[6], now[3], now[4], now[5], 0))
    now = rtc.datetime()
    print("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d" %(now[0], now[1], now[2], now[4], now[5], now[6]))

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

import sys

import time

import network

import ntptime

from machine import RTC

SSID='your_ssid'

PASS='your_passphrase'

IFCONFIG=('192.168.1.80', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '192.168.1.1')

def wifi_connect(ssid, passkey, timeout=20):

conn = network.WLAN(network.STA_IF)

if conn.isconnected():

return conn

conn.active(True)

conn.connect(ssid, passkey)

while not conn.isconnected() and timeout > 0:

time.sleep(1)

timeout -= 1

if conn.isconnected():

return conn

else:

return None

conn = wifi_connect(SSID, PASS)

if conn is None:

print('Can not connect to ' + SSID)

else:

conn.ifconfig(IFCONFIG)

print('Connect to ' + SSID)

# 日時設定

rtc = RTC()

ntptime.host = 'ntp.nict.jp'

now = time.localtime(ntptime.time() + 9 * 60 * 60)

rtc.datetime((now[0], now[1], now[2], now[6], now[3], now[4], now[5], 0))

now = rtc.datetime()

print("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d" %(now[0], now[1], now[2], now[4], now[5], now[6]))

図18　簡易ネットワークサーバー（main.py）

import usocket as socket
import network
import time

html = '''
<html>
    <head><title>Pico W</title></head>
    <body>
        <h1>Welcome to Pico W</h1>
    </body>
</html>
'''

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

while True:
    conn, addr = sock.accept()
    print('Connect from %s'  %(str(addr)));
    req = conn.recv(1024).decode()
    
    if not req.startswith('GET / HTTP/1.1'):
        conn.send('HTTP/1.1 404 Not Found\r\n')
        conn.close()
    else:
        conn.send('HTTP/1.1 200 OK\r\n')
        conn.send('Content-Type: text/html\r\n')
        conn.send('Connection: close\r\n\r\n')
        conn.sendall(html)
        conn.close()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

import usocket as socket

import network

import time

html = '''

<html>

<body>

<h1>Welcome to Pico W</h1>

</body>

</html>

'''

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

sock.bind(('', 80))

sock.listen(4)

while True:

conn, addr = sock.accept()

print('Connect from %s' %(str(addr)));

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

if not req.startswith('GET / HTTP/1.1'):

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

conn.close()

else:

conn.send('HTTP/1.1 200 OK\r\n')

conn.send('Content-Type: text/html\r\n')

conn.send('Connection: close\r\n\r\n')

conn.sendall(html)

conn.close()

香川大学SLPからお届け！（Vol.85掲載）

投稿日：2023.07.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：谷知紘

　今回は、C言語を用いて作成した、コンピュータと対戦できるリバーシを紹介します。あまり強くはありませんが、きちんとコンピュータが相手をしてくれます。C99以降の規格に対応するCコンパイラと標準Cライブラリがあれば、環境を問わずに動作するプログラムになっていますので、皆さんもコンパイルして楽しんでください。

シェルスクリプトマガジン Vol.85は以下のリンク先でご購入できます。

図5　盤面の生成用コード

//盤面 空白(0) 黒(-1) 白(1) 番兵(2)
int board[10][10] = {0};
//スコアを格納する配列
int weightdata[10][10] = {
  {0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0},
  {0, 30,-12,  0, -1, -1,  0,-12, 30,  0},
  {0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12,  0},
  {0,  0, -3,  0, -1, -1,  0, -3,  0,  0},
  {0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1,  0},
  {0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1,  0},
  {0,  0, -3,  0, -1, -1,  0, -3,  0,  0},
  {0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12,  0},
  {0, 30,-12,  0, -1, -1,  0,-12, 30,  0},
  {0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0}
};
//盤面の生成
void make_board(){
  //番兵
  for(int i = 0; i < 10; i++){
    board[0][i] = 2;
    board[9][i] = 2;
    board[i][0] = 2;
    board[i][9] = 2;
  }
  //初期配置する石
  board[4][4] = 1;
  board[5][5] = 1;
  board[4][5] = -1;
  board[5][4] = -1;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

//盤面空白(0) 黒(-1) 白(1) 番兵(2)

int board[10][10] = {0};

//スコアを格納する配列

int weightdata[10][10] = {

{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},

{0, 30,-12, 0, -1, -1, 0,-12, 30, 0},

{0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12, 0},

{0, 0, -3, 0, -1, -1, 0, -3, 0, 0},

{0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -3, -1, 0},

{0, 0, -3, 0, -1, -1, 0, -3, 0, 0},

{0,-12,-15, -3, -3, -3, -3,-15,-12, 0},

{0, 30,-12, 0, -1, -1, 0,-12, 30, 0},

{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}

};

//盤面の生成

void make_board(){

//番兵

for(int i = 0; i < 10; i++){

board[0][i] = 2;

board[9][i] = 2;

board[i][0] = 2;

board[i][9] = 2;

}

//初期配置する石

board[4][4] = 1;

board[5][5] = 1;

board[4][5] = -1;

board[5][4] = -1;

}

図6　check_plc()関数のコード

//指定したマスに石を置けるかどうかを判定する関数
bool check_plc(int i, int j, int now_board[10][10]){
  //マスが空かどうか
  if(board[i][j] == 0){
    //全方向を探索
    for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){
      for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){
        if(check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board)){
          //配置可能であればtrueを返す
          return true;
        }
      }
    }
  }
  return false;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

//指定したマスに石を置けるかどうかを判定する関数

bool check_plc(int i, int j, int now_board[10][10]){

//マスが空かどうか

if(board[i][j] == 0){

//全方向を探索

for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){

for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){

if(check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board)){

//配置可能であればtrueを返す

return true;

}

return false;

}

図8　check_dir()関数のコード

//指定方向に何個の石を挟めるかを調べる関数
int check_dir(int i, int j,
              int dir_i, int dir_j,
              int now_board[10][10]){
  //指定方向に相手の石がある場合は次のマスを探索
  int times = 1;
  while(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player*-1){
    times++;
  }
  //指定方向の最後に自分の石がある場合
  if(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player){
    //指定方向に相手の石が何個あるかを返す
    return times-1;
  }
  //指定方向の最後に自分の石がなければ0を返す
  return 0;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

//指定方向に何個の石を挟めるかを調べる関数

int check_dir(int i, int j,

int dir_i, int dir_j,

int now_board[10][10]){

//指定方向に相手の石がある場合は次のマスを探索

int times = 1;

while(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player*-1){

times++;

}

//指定方向の最後に自分の石がある場合

if(now_board[i+dir_i*times][j+dir_j*times] == player){

//指定方向に相手の石が何個あるかを返す

return times-1;

}

//指定方向の最後に自分の石がなければ0を返す

return 0;

}

図9　place_stn()関数のコード

//指定したマスに石を配置して、挟んだ石を自分の石にする関数
void place_stn(int i, int j, int now_board[10][10]){
  //全方向を調査
  for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){
    for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){
      //挟んだ石の数
      int change_num = check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board);
      //挟んだ石の数だけ自分の石に変更
      for(int k = 1; k < change_num+1; k++){
        now_board[i+dir_i*k][j+dir_j*k] = player;
      }
    }
  }
  //指定したマスに自分の石を配置
  now_board[i][j] = player;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

//指定したマスに石を配置して、挟んだ石を自分の石にする関数

void place_stn(int i, int j, int now_board[10][10]){

//全方向を調査

for(int dir_i = -1; dir_i < 2; dir_i++){

for(int dir_j = -1; dir_j < 2; dir_j++){

//挟んだ石の数

int change_num = check_dir(i,j,dir_i,dir_j,now_board);

//挟んだ石の数だけ自分の石に変更

for(int k = 1; k < change_num+1; k++){

now_board[i+dir_i*k][j+dir_j*k] = player;

}

//指定したマスに自分の石を配置

now_board[i][j] = player;

}

図10　think()関数のコード

//コンピュータの手番で呼び出される関数
void think(){
  //ハイスコアの初期化
  int hightscore = -1000;
  int px, py;
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      //石を置けない場合はスキップ
      if(!check_plc(y, x, board)){
        continue;
      }
      int tmpdata[10][10] = {0};
      //盤面データをコピーした仮の盤面を作成
      copydata(tmpdata);
      //仮の盤面に石を置く
      place_stn(y, x, tmpdata);
      //総スコアを計算する
      int score = calcweight(tmpdata);
      //ハイスコアよりも総スコアが良ければ更新する
      if(score > hightscore){
        hightscore = score;
        px = x; py = y;
      }
    }
  }
  //総スコアが最大のマスに石を置く
  place_stn(py, px, board);
  printf("ＰＣは(x , y) = (%d , %d)に置きました\n",
         px, py); 
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

//コンピュータの手番で呼び出される関数

void think(){

//ハイスコアの初期化

int hightscore = -1000;

int px, py;

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

//石を置けない場合はスキップ

if(!check_plc(y, x, board)){

continue;

}

int tmpdata[10][10] = {0};

//盤面データをコピーした仮の盤面を作成

copydata(tmpdata);

//仮の盤面に石を置く

place_stn(y, x, tmpdata);

//総スコアを計算する

int score = calcweight(tmpdata);

//ハイスコアよりも総スコアが良ければ更新する

if(score > hightscore){

hightscore = score;

px = x; py = y;

}

//総スコアが最大のマスに石を置く

place_stn(py, px, board);

printf("ＰＣは(x , y) = (%d , %d)に置きました\n",

px, py);

}

図11　copydata()関数のコード

//盤面データをコピーする関数
void copydata(int tmpdata[10][10]){
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      tmpdata[y][x] = board[y][x];
    }
  }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

//盤面データをコピーする関数

void copydata(int tmpdata[10][10]){

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

tmpdata[y][x] = board[y][x];

}

図12　calcweight()関数のコード

//総スコアを計算する関数
int calcweight(int tmpdata[10][10]){
  int score = 0;
  for(int y = 0; y < 10; y++){
    for(int x = 0; x < 10; x++){
      //番兵はスキップ
      if(tmpdata[y][x] == 2){
        continue;
      }
      //自分の石がある場所のスコアを足す
      if(tmpdata[y][x] == 1){
        score += weightdata[y][x];
      }
    }
  }
  return score;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

//総スコアを計算する関数

int calcweight(int tmpdata[10][10]){

int score = 0;

for(int y = 0; y < 10; y++){

for(int x = 0; x < 10; x++){

//番兵はスキップ

if(tmpdata[y][x] == 2){

continue;

}

//自分の石がある場所のスコアを足す

if(tmpdata[y][x] == 1){

score += weightdata[y][x];

}

return score;

}

Vol.85 補足情報

投稿日：2023.07.20　｜　カテゴリー：　コード

特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編

p.12の表1の一番下の行にある「00d.png」は「00e.png」の誤りです。お詫びして訂正いたします。

特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

　p.18に記した「後述するAWS用のテンプレートの利用を含め、すべてAWSの無料利用枠で試せる」という情報は誤りでした。正しくは、AWS用のテンプレート利用時には、CloudWatchからGetMetricData APIでメトリクスを取得する料金がかかります。料金は、メトリクス1000件当たり0.01ドルです。お詫びして訂正いたします。なお、Kindle版とPDF版（定期購読特典）は修正済みです。

情報は随時更新致します。

AWKでデジタル信号処理（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。最終回は前回の続きとして、心電図データの解析について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図5　ecg.awk内のlpf()関数

# low pass filter
function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,     _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / (ord * ord);

    _ret += 2.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= 1.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 2, len_y);
    _ret += 1.0 * _gain * arr_x[idx_x];
    _ret -= 2.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);
    _ret += 1.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - 2 * ord, len_x);

    return _ret;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

# low pass filter

function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / (ord * ord);

_ret += 2.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= 1.0 * get_buffer(arr_y, idx_y - 2, len_y);

_ret += 1.0 * _gain * arr_x[idx_x];

_ret -= 2.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

_ret += 1.0 * _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - 2 * ord, len_x);

return _ret;

}

図6　ecg.awk内の最終結果を出力するprintf()文で群遅延を補正

    # print results
    printf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f\n",
            get_buffer( \
                    arr_data_raw,
                    idx_data - (val_gd_lpf + val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_lpf,
                    idx_data - (val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_hpf,
                    idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_dif,
                    idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_squ,
                    idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,
                    len_data),
            get_buffer( \
                    arr_data_sma,
                    idx_data - 2 * val_fs,
                    len_data),
            cnt_rri_curr * 0.005 * 1000,
            get_buffer( \
                    arr_data_flg,
                    idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,
                    len_data));
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

# print results

printf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f\n",

get_buffer( \

arr_data_raw,

idx_data - (val_gd_lpf + val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_lpf,

idx_data - (val_gd_hpf + val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_hpf,

idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_dif,

idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_squ,

idx_data - val_gd_sma - 2 * val_fs,

len_data),

get_buffer( \

arr_data_sma,

idx_data - 2 * val_fs,

len_data),

cnt_rri_curr * 0.005 * 1000,

get_buffer( \

arr_data_flg,

idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma) - 2 * val_fs,

len_data));

}

図12　ecg.awk内のしきい値（val_data_sma_threshold）を設定している箇所

# update threshold every interval
if (num_data % tap_interval == 0) {
    val_data_sma_threshold = val_data_sma_max * val_peak_rate;
    val_data_sma_max = 0;
} else {
    if (val_data_sma_max < arr_data_sma[idx_data]) {
        val_data_sma_max = arr_data_sma[idx_data];
    }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

# update threshold every interval

if (num_data % tap_interval == 0) {

val_data_sma_threshold = val_data_sma_max * val_peak_rate;

val_data_sma_max = 0;

} else {

if (val_data_sma_max < arr_data_sma[idx_data]) {

val_data_sma_max = arr_data_sma[idx_data];

}

図13　ecg.awk内のval_data_flgを「1」に設定している箇所

if (val_data_sma_curr > val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold >= val_data_sma_last) {
    val_data_hpf_max = 0;
    idx_data_hpf_max = 0;
    val_data_flg = 1;
}

1

2

3

4

5

if (val_data_sma_curr > val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold >= val_data_sma_last) {

val_data_hpf_max = 0;

idx_data_hpf_max = 0;

val_data_flg = 1;

}

図14　ecg.awk内のidx_data_hpf_maxを求めている箇所

# search maximum index
if (val_data_flg == 1) {
    val_data_hpf_curr = get_buffer(arr_data_hpf, idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma), len_data);
    idx_data_hpf_curr = idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma);
    idx_data_hpf_curr = idx_data_hpf_curr >= 0 ? idx_data_hpf_curr : idx_data_hpf_curr + len_data;

    if (val_data_hpf_max < val_data_hpf_curr) {
        val_data_hpf_max = val_data_hpf_curr;
        idx_data_hpf_max = idx_data_hpf_curr;
    }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

# search maximum index

if (val_data_flg == 1) {

val_data_hpf_curr = get_buffer(arr_data_hpf, idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma), len_data);

idx_data_hpf_curr = idx_data - (val_gd_dif + val_gd_sma);

idx_data_hpf_curr = idx_data_hpf_curr >= 0 ? idx_data_hpf_curr : idx_data_hpf_curr + len_data;

if (val_data_hpf_max < val_data_hpf_curr) {

val_data_hpf_max = val_data_hpf_curr;

idx_data_hpf_max = idx_data_hpf_curr;

}

図15　ecg.awk内のarr_data_flg[idx_data_hpf_max]を「1」に設定している箇所

# end point to detect main peak
if (val_data_sma_curr < val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold <= val_data_sma_last) {
    arr_data_flg[idx_data_hpf_max] = 1;

1

2

3

4

# end point to detect main peak

if (val_data_sma_curr < val_data_sma_threshold && val_data_sma_threshold <= val_data_sma_last) {

arr_data_flg[idx_data_hpf_max] = 1;

図18　ecg.awk内のRRIを求めている箇所

# calculate peak to peak interval
if (idx_data - idx_data_hpf_max >= 0) {
    cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max);
} else {
    cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max + len_data);
}

cnt_rri_curr = cnt_peak_curr - cnt_peak_last;
cnt_peak_last = cnt_peak_curr;

1

2

3

4

5

6

7

8

9

# calculate peak to peak interval

if (idx_data - idx_data_hpf_max >= 0) {

cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max);

} else {

cnt_peak_curr = num_data - (idx_data - idx_data_hpf_max + len_data);

}

cnt_rri_curr = cnt_peak_curr - cnt_peak_last;

cnt_peak_last = cnt_peak_curr;

Linux定番エディタ入門（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：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。第1回に取り上げるのは、CU（I Character User Interface）環境で利用できるシンプルで扱いやすい「GNU nano」です。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図12　nanoの設定ファイル「~/.nanorc」の記述例

# バックアップファイルを作成
set backup 
# 各行の左に行番号を表示
set linenumbers
# 文字列検索時に大文字小文字を区別
set casesensitive
# 長い行を画面の右端で折り返す 
set softwrap
# オートインデント
set autoindent
# タブサイズを「4」に（デフォルトは「8」）
set tabsize 4
# マウスのサポートを有効に
set mouse

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

# バックアップファイルを作成

set backup

# 各行の左に行番号を表示

set linenumbers

# 文字列検索時に大文字小文字を区別

set casesensitive

# 長い行を画面の右端で折り返す

set softwrap

# オートインデント

set autoindent

# タブサイズを「4」に（デフォルトは「8」）

set tabsize 4

# マウスのサポートを有効に

set mouse

Vol.84 補足情報

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

製品レビュー　コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

p.6に記した発売日の「2023年3月30日」は誤りでした。正しくは「2023年4月4日」です。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.84 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　オープンソースLLM「MPT-7B」登場
005　レポート　メタバースファッションフェア初開催
006　製品レビュー　調理家電「コーヒー豆焙煎機 MR-F60A」
007　NEWS FLASH
008　特集1　pandasを使いこなそう/鶴長鎮一
020　特集2　AutoML徹底解説応用編/田村孝、山口武彦、新田陸、細野友基
034　特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版/米田聡　コード掲載
046　注目技術「XR BASE」/井上香
048　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
054　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
056　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一　コード掲載
060　ツールキット/桑原滝弥、イケヤシロウ
062　タイ語から分かる現地生活/つじみき
068　香川大学SLPからお届け！/三井颯剛　コード掲載
075　Hello Nogyo!
076　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
080　Linux定番エディタ入門/大津真　コード掲載
086　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
094　Techパズル/gori.sh
095　コラム「ユニケージにおける独特なドキュメント」/シェル魔人

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版（Vol.84記載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。本企画では、前回に引き続き、ラズパイと連携して使用するマイコンボードを扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図8　I★2★CアドレスとGPIOピン番号の設定（ADRS2040U_i2c.h）

 // ADRS2040U I2Cアドレス
 #define I2C0_SLAVE_ADDR 0x41
 
 // I2Cで使うGPIO
 #define GPIO_SDA0 0
 #define GPIO_SCK0 1

1

2

3

4

5

6

// ADRS2040U I2Cアドレス

#define I2C0_SLAVE_ADDR 0x41

// I2Cで使うGPIO

#define GPIO_SDA0 0

#define GPIO_SCK0 1

図9　I²CとI2C Slaveライブラリの初期化

#include <stdio.h>
#include <pico/stdlib.h>
#include "hardware/i2c.h"　← hardware_i2cライブラリのヘッダーファイル
#include "pico/i2c_slave.h"　← I2C Slaveライブラリのヘッダーファイル
（略）
#include "ADRS2040U_i2c.h"
（略）
static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)　← I★★2C割り込みコールバック関数
{
（略）
}

void i2c_setup(void)
{
    i2c_init(i2c0, 100 * 1000);　← I★2★Cコントローラの初期化（通信速度100Kビット/秒）
    gpio_set_function(GPIO_SDA0, GPIO_FUNC_I2C);　← I★2★Cで利用するGPIOピンの設定
    gpio_set_function(GPIO_SCK0, GPIO_FUNC_I2C);
    // ADRS2040Uでは基板上でプルアップされているので
    // プルアップを無効化する
    gpio_disable_pulls(GPIO_SDA0);
    gpio_disable_pulls(GPIO_SCK0);
（略）
    // I2Cスレーブ初期化
    i2c_slave_init(i2c0, I2C0_SLAVE_ADDR, &i2c_slave_handler);
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

#include <stdio.h>

#include <pico/stdlib.h>

#include "hardware/i2c.h"　← hardware_i2cライブラリのヘッダーファイル

#include "pico/i2c_slave.h"　← I2C Slaveライブラリのヘッダーファイル

（略）

#include "ADRS2040U_i2c.h"

（略）

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)　← I★★2C割り込みコールバック関数

{

（略）

}

void i2c_setup(void)

{

i2c_init(i2c0, 100 * 1000);　← I★2★Cコントローラの初期化（通信速度100Kビット/秒）

gpio_set_function(GPIO_SDA0, GPIO_FUNC_I2C);　← I★2★Cで利用するGPIOピンの設定

gpio_set_function(GPIO_SCK0, GPIO_FUNC_I2C);

// ADRS2040Uでは基板上でプルアップされているので

// プルアップを無効化する

gpio_disable_pulls(GPIO_SDA0);

gpio_disable_pulls(GPIO_SCK0);

（略）

// I2Cスレーブ初期化

i2c_slave_init(i2c0, I2C0_SLAVE_ADDR, &i2c_slave_handler);

}

図10　コールバック関数「i2c_slave_handler()」

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)
{
（略） 
    switch(event) {
        // I2Cデータ受信
        case I2C_SLAVE_RECEIVE:
（略）
            break;
        
        // I2Cデータ要求
        case I2C_SLAVE_REQUEST:
（略）
            break;
        // STOP or RESTARTコンデション
        case I2C_SLAVE_FINISH:
            break;
        
        default:
            break;
    }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)

{

（略）

switch(event) {

// I2Cデータ受信

case I2C_SLAVE_RECEIVE:

（略）

break;

// I2Cデータ要求

case I2C_SLAVE_REQUEST:

（略）

break;

// STOP or RESTARTコンデション

case I2C_SLAVE_FINISH:

break;

default:

break;

}

図11　ADCの初期化で呼び出す関数

adc_init();
adc_gpio_init(26);
adc_select_input(0);

1

2

3

4

adc_init();

adc_gpio_init(26);

adc_select_input(0);

図12　adc_fifo_setup()関数の引数パラメータ

adc_fifo_setup(
    en,
    dreq_en,
    dreq_threash,
    error_in_fifo,
    byte_shift
);

1

2

3

4

5

6

7

adc_fifo_setup(

en,

dreq_en,

dreq_threash,

error_in_fifo,

byte_shift

);

図13　ADCの受信FIFOバッファ割り込み処理のサンプルコード

uint16_t adc_buffer[1024];
static int p = 0;
（略）
// ADC FIFO割り込み関数
void adc_interrupt(void)
{
    // FIFOが空になるまでデータをadc_bufferに読み取る
    while(! adc_fifo_is_empty()) {
        adc_buffer[p++] = adc_fifo_get() & 0xFFF;
    }
}

void main(void)
{
（略）
    adc_fifo_setup(true, false, 1, true, false);
（略）
    // 排他的割り込みの設定
    irq_set_exclusive_handler(ADC_IRQ_FIFO, adc_interrupt);
    // 割り込みの有効化
    irq_set_enabled(ADC_IRQ_FIFO, true);
    // フリーランスタート
    adc_run(true);
（略）
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

uint16_t adc_buffer[1024];

static int p = 0;

（略）

// ADC FIFO割り込み関数

void adc_interrupt(void)

{

// FIFOが空になるまでデータをadc_bufferに読み取る

while(! adc_fifo_is_empty()) {

adc_buffer[p++] = adc_fifo_get() & 0xFFF;

}

void main(void)

{

（略）

adc_fifo_setup(true, false, 1, true, false);

（略）

// 排他的割り込みの設定

irq_set_exclusive_handler(ADC_IRQ_FIFO, adc_interrupt);

// 割り込みの有効化

irq_set_enabled(ADC_IRQ_FIFO, true);

// フリーランスタート

adc_run(true);

（略）

}

図14　サンプリングレート設定のサンプルコード

int sample_rate = 1000;  // 1000 サンプリング/秒

adc_clk = clock_get_hz(clk_adc);
adc_set_clkdiv(adc_clk/sample_rate);

1

2

3

4

int sample_rate = 1000; // 1000 サンプリング/秒

adc_clk = clock_get_hz(clk_adc);

adc_set_clkdiv(adc_clk/sample_rate);

図15　リングバッファのサンプルコード

uint16_t buffer[0x100];
int write_pointer, read_pointer;

write_pointer = read_pointer = 0;

// バッファの読み出し
data = buffer[(read_pointer++) & 0xFF];
// バッファへの書き込み
buffer[(write_pointer++) & 0xFF] = data;

1

2

3

4

5

6

7

8

9

uint16_t buffer[0x100];

int write_pointer, read_pointer;

write_pointer = read_pointer = 0;

// バッファの読み出し

data = buffer[(read_pointer++) & 0xFF];

// バッファへの書き込み

buffer[(write_pointer++) & 0xFF] = data;

図16　クリティカルセクションの保護

mutex_enter_blocking(&my_mutex);

ここがクリティカルセクション

mutex_exit(&my_mutex);

1

2

3

4

5

mutex_enter_blocking(&my_mutex);

ここがクリティカルセクション

mutex_exit(&my_mutex);

図17　サンプルファームウエアのレジスタ番号定義（ADRS2040U_i2c.h）

// I2Cレジスタ
enum ADRS2040_CMD {
    ADRS2040_CMD_INVALID,       // 無効
    ADRS2040_CMD_ADC_START,     // ADCフリーラン開始
    ADRS2040_CMD_ADC_STOP,      // ADCフリーラン停止
    ADRS2040_CMD_SET_RATE,      // サンプリングレート設定
    ADRS2040_CMD_GET_COUNT,     // バッファデータ数
    ADRS2040_CMD_GET_VALUE,      // ADCデータ読み取り
};

1

2

3

4

5

6

7

8

9

// I2Cレジスタ

enum ADRS2040_CMD {

ADRS2040_CMD_INVALID, // 無効

ADRS2040_CMD_ADC_START, // ADCフリーラン開始

ADRS2040_CMD_ADC_STOP, // ADCフリーラン停止

ADRS2040_CMD_SET_RATE, // サンプリングレート設定

ADRS2040_CMD_GET_COUNT, // バッファデータ数

ADRS2040_CMD_GET_VALUE, // ADCデータ読み取り

};

図18　I²Cスレーブ動作時に使えるFIFOバッファ読み書き関数

// 1バイト読みだし
i2c_read_byte_raw(i2c_inst_t *);
// 指定バイト数の読み出し
i2c_read_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);
// 1バイト書き込み
i2c_write_byte_raw(i2c_inst_t *, uint8_t);
// 指定バイト数の書き込み
i2c_write_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

1

2

3

4

5

6

7

8

// 1バイト読みだし

i2c_read_byte_raw(i2c_inst_t *);

// 指定バイト数の読み出し

i2c_read_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

// 1バイト書き込み

i2c_write_byte_raw(i2c_inst_t *, uint8_t);

// 指定バイト数の書き込み

i2c_write_raw_blocking(i2c_inst_t *, uint8_t *, size_t);

図19　サンプルファームウエアのi2c_slave_handler()関数とその関連個所（main.cpp）

// ADCドライバ
ADC_Driver adcd;


typedef union {
    uint16_t d;
    uint8_t  b[2];
} I2C_WORD_t;


static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)
{
    static uint8_t ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

    switch(event) {
        // I2Cデータ受信
        case I2C_SLAVE_RECEIVE:
            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_INVALID) {
                ADRS2040U_cmd = i2c_read_byte_raw(i2c);
            }
            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_START) {
                DEBUG_PRINT("ADC START\n");
                adcd.run(true);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;
            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_STOP) {
                DEBUG_PRINT("ADC STOP\n");
                adcd.run(false);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_SET_RATE) {
                I2C_WORD_t rate;
                i2c_read_raw_blocking(i2c, rate.b, sizeof(I2C_WORD_t));
                DEBUG_PRINT("Rate = %d\n", rate.d * 10);
                adcd.set_sample_rate(rate.d * 10);
                ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;
            }
            break;
        
        // I2Cデータ要求
        case I2C_SLAVE_REQUEST:
            I2C_WORD_t sdata;
            sdata.d = 0;

            if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_COUNT) {
                sdata.d = adcd.count();
            }
            else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_VALUE) {
                int value = adcd.get_value();

                if( value >= 0) {
                    sdata.d = value & 0xFFF;
                }
                else {
                    sdata.d = 0xFFFF;
                }
            }
            i2c_write_raw_blocking(i2c, sdata.b, sizeof(I2C_WORD_t));
            ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

            break;
        // STOP or RESTARTコンデション
        case I2C_SLAVE_FINISH:
            break;
        
        default:
            break;
    }
}
（略）
int main(void)
{
    stdio_init_all();
    i2c_setup();
    while (true)
    {
        ;
    }
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

// ADCドライバ

ADC_Driver adcd;

typedef union {

uint16_t d;

uint8_t b[2];

} I2C_WORD_t;

static void i2c_slave_handler(i2c_inst_t *i2c, i2c_slave_event_t event)

{

static uint8_t ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

switch(event) {

// I2Cデータ受信

case I2C_SLAVE_RECEIVE:

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_INVALID) {

ADRS2040U_cmd = i2c_read_byte_raw(i2c);

}

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_START) {

DEBUG_PRINT("ADC START\n");

adcd.run(true);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_ADC_STOP) {

DEBUG_PRINT("ADC STOP\n");

adcd.run(false);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_SET_RATE) {

I2C_WORD_t rate;

i2c_read_raw_blocking(i2c, rate.b, sizeof(I2C_WORD_t));

DEBUG_PRINT("Rate = %d\n", rate.d * 10);

adcd.set_sample_rate(rate.d * 10);

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

}

break;

// I2Cデータ要求

case I2C_SLAVE_REQUEST:

I2C_WORD_t sdata;

sdata.d = 0;

if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_COUNT) {

sdata.d = adcd.count();

}

else if(ADRS2040U_cmd == ADRS2040_CMD_GET_VALUE) {

int value = adcd.get_value();

if( value >= 0) {

sdata.d = value & 0xFFF;

}

else {

sdata.d = 0xFFFF;

}

i2c_write_raw_blocking(i2c, sdata.b, sizeof(I2C_WORD_t));

ADRS2040U_cmd = ADRS2040_CMD_INVALID;

break;

// STOP or RESTARTコンデション

case I2C_SLAVE_FINISH:

break;

default:

break;

}

（略）

int main(void)

{

stdio_init_all();

i2c_setup();

while (true)

{

;

}

図20　受信FIFOバッファからデータを取り出すための前処理

i2c_hw_t *i2chw = i2c_get_hw(i2c0);
uint32_t datacmd = i2chw->data_cmd; // FIFOからデータを取り出す
uintu_t value = datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_DAT_BITS; // 下位8ビットがデータ本体
if(datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_FIRST_DATA_BYTE_BITS) {
    // I2Cアドレスに続く最初の書き込みバイト
    // つまりレジスタ番号
}

1

2

3

4

5

6

7

i2c_hw_t *i2chw = i2c_get_hw(i2c0);

uint32_t datacmd = i2chw->data_cmd; // FIFOからデータを取り出す

uintu_t value = datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_DAT_BITS; // 下位8ビットがデータ本体

if(datacmd & I2C_IC_DATA_CMD_FIRST_DATA_BYTE_BITS) {

// I2Cアドレスに続く最初の書き込みバイト

// つまりレジスタ番号

}

図22　ADCへアクセスするサンプルプログラム（adcsample.py）

from smbus2 import SMBus

ADRS2040_ADDR=0x41
ADRS2040_CMD_INVALID      = 0
ADRS2040_CMD_ADC_START    = 1
ADRS2040_CMD_ADC_STOP     = 2
ADRS2040_CMD_SET_RATE     = 3
ADRS2040_CMD_GET_COUNT    = 4
ADRS2040_CMD_GET_VALUE    = 5

with SMBus(1) as i2c:
    # 500 spsで初期化・スタート
    self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)
    self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

    while True:
        nod = 0
        nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT)
        for i in range(nod):
            value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)
            print(value)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

from smbus2 import SMBus

ADRS2040_ADDR=0x41

ADRS2040_CMD_INVALID = 0

ADRS2040_CMD_ADC_START = 1

ADRS2040_CMD_ADC_STOP = 2

ADRS2040_CMD_SET_RATE = 3

ADRS2040_CMD_GET_COUNT = 4

ADRS2040_CMD_GET_VALUE = 5

with SMBus(1) as i2c:

# 500 spsで初期化・スタート

self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)

self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

while True:

nod = 0

nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT)

for i in range(nod):

value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)

print(value)

図23　ADCから取得したデータをグラフ化するサンプルプログラム（adctest.py）

from smbus2 import SMBus
import pyqtgraph as pg
from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui
import numpy as np
import sys
import time

# 定数
ADRS2040_ADDR=0x41
ADRS2040_CMD_INVALID      = 0
ADRS2040_CMD_ADC_START    = 1
ADRS2040_CMD_ADC_STOP     = 2
ADRS2040_CMD_SET_RATE     = 3
ADRS2040_CMD_GET_COUNT    = 4
ADRS2040_CMD_GET_VALUE    = 5

class ADCGraph:
    def __init__(self):
        # グラフウィンドウ
        self.win = pg.GraphicsWindow()
        self.win.setWindowTitle('ADC Input')
        self.plt = self.win.addPlot()
        self.plt.setYRange(0,1024)
        self.curve = self.plt.plot(pen=(0, 0, 255))

        # グラフデータを用意
        self.data = np.zeros(100)

        self.i2c = SMBus(1)
        # 500 spsで初期化・スタート
        self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)
        self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

        self.timer = QtCore.QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.update)
        # 10msごとに更新
        self.timer.start(10)

    # グラフ更新
    def update(self):
        nod = 0
        nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT )
        for i in range(nod):
            value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)
            self.data = np.delete(self.data, 0)
            self.data = np.append(self.data, value)
        self.curve.setData(self.data)

if __name__ == "__main__":
    graphWin = ADCGraph()

    if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):
        QtGui.QApplication.instance().exec_()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

from smbus2 import SMBus

import pyqtgraph as pg

from pyqtgraph.Qt import QtCore, QtGui

import numpy as np

import sys

import time

# 定数

ADRS2040_ADDR=0x41

ADRS2040_CMD_INVALID = 0

ADRS2040_CMD_ADC_START = 1

ADRS2040_CMD_ADC_STOP = 2

ADRS2040_CMD_SET_RATE = 3

ADRS2040_CMD_GET_COUNT = 4

ADRS2040_CMD_GET_VALUE = 5

class ADCGraph:

def __init__(self):

# グラフウィンドウ

self.win = pg.GraphicsWindow()

self.win.setWindowTitle('ADC Input')

self.plt = self.win.addPlot()

self.plt.setYRange(0,1024)

self.curve = self.plt.plot(pen=(0, 0, 255))

# グラフデータを用意

self.data = np.zeros(100)

self.i2c = SMBus(1)

# 500 spsで初期化・スタート

self.i2c.write_word_data(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_SET_RATE, 50)

self.i2c.write_byte(ADRS2040_ADDR, ADRS2040_CMD_ADC_START)

self.timer = QtCore.QTimer()

self.timer.timeout.connect(self.update)

# 10msごとに更新

self.timer.start(10)

# グラフ更新

def update(self):

nod = 0

nod = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_COUNT )

for i in range(nod):

value = self.i2c.read_word_data(ADRS2040_ADDR,ADRS2040_CMD_GET_VALUE)

self.data = np.delete(self.data, 0)

self.data = np.append(self.data, value)

self.curve.setData(self.data)

if __name__ == "__main__":

graphWin = ADCGraph()

if (sys.flags.interactive != 1) or not hasattr(QtCore, 'PYQT_VERSION'):

QtGui.QApplication.instance().exec_()

Pythonあれこれ（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　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14回では、話題のAIチャットボット「ChatGPT」を使ったPythonプログ「ラムの作成にチャレンジします。ChatGPTは、どの程度のプログラムを生成してくれるのでしょうか。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図2　1回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    num1 = float(sys.argv[1])
    num2 = float(sys.argv[2])
    result = num1 + num2
    print("Result:", result)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

import sys

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = float(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

図3　2回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = float(sys.argv[1])
        num2 = float(sys.argv[2])
        if num1.is_integer() and num2.is_integer():
            num1, num2 = int(num1), int(num2)
        elif '/' in sys.argv[1] and '/' in sys.argv[2]:
            num1 = Fraction(sys.argv[1])
            num2 = Fraction(sys.argv[2])
        result = num1 + num2
        print("Result:", result)
    except ValueError:
        print("Please enter numbers only.")

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

import sys

from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = float(sys.argv[2])

if num1.is_integer() and num2.is_integer():

num1, num2 = int(num1), int(num2)

elif '/' in sys.argv[1] and '/' in sys.argv[2]:

num1 = Fraction(sys.argv[1])

num2 = Fraction(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

except ValueError:

print("Please enter numbers only.")

図4　3回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = 0
        if '/' in sys.argv[1]:
            num1 = Fraction(sys.argv[1])
        else:
            num1 = float(sys.argv[1])
        num2 = 0
        if '/' in sys.argv[2]:
            num2 = Fraction(sys.argv[2])
        else:
            num2 = float(sys.argv[2])
        result = num1 + num2
        print("Result:", result)
    except ValueError:
        print("Please enter numbers only.")

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

import sys

from fractions import Fraction

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = 0

if '/' in sys.argv[1]:

num1 = Fraction(sys.argv[1])

else:

num1 = float(sys.argv[1])

num2 = 0

if '/' in sys.argv[2]:

num2 = Fraction(sys.argv[2])

else:

num2 = float(sys.argv[2])

result = num1 + num2

print("Result:", result)

except ValueError:

print("Please enter numbers only.")

図5　4回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

def check_arg_validity(arg):
    try:
        if '/' in arg:
            num = Fraction(arg)
        else:
            num = float(arg)
        return num
    except ValueError:
        return None

if len(sys.argv) < 3:
    print("Usage: python program_name.py num1 num2")
else:
    try:
        num1 = check_arg_validity(sys.argv[1])
        num2 = check_arg_validity(sys.argv[2])
        if num1 is None or num2 is None:
            print("Please enter numbers only.")
        else:
            result = num1 + num2
            print("Result:", result)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

import sys

from fractions import Fraction

def check_arg_validity(arg):

try:

if '/' in arg:

num = Fraction(arg)

else:

num = float(arg)

return num

except ValueError:

return None

if len(sys.argv) < 3:

print("Usage: python program_name.py num1 num2")

else:

try:

num1 = check_arg_validity(sys.argv[1])

num2 = check_arg_validity(sys.argv[2])

if num1 is None or num2 is None:

print("Please enter numbers only.")

else:

result = num1 + num2

print("Result:", result)

図6　5回目にChatGPTが生成したPythonプログラム

import sys
from fractions import Fraction

def check_number(num_str):
    try:
        float(num_str)
    except ValueError:
        try:
            Fraction(num_str)
        except ValueError:
            print(f"{num_str} is not a valid number.")
            return None
    return num_str

def add2(num1, num2):
    result = Fraction(num1) + Fraction(num2)
    print(f"{num1} + {num2} = {result}")

if __name__ == '__main__':
    num1 = check_number(sys.argv[1])
    num2 = check_number(sys.argv[2])

    if num1 and num2:
        add2(num1, num2)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

import sys

from fractions import Fraction

def check_number(num_str):

try:

float(num_str)

except ValueError:

try:

Fraction(num_str)

except ValueError:

print(f"{num_str} is not a valid number.")

return None

return num_str

def add2(num1, num2):

result = Fraction(num1) + Fraction(num2)

print(f"{num1} + {num2} = {result}")

if __name__ == '__main__':

num1 = check_number(sys.argv[1])

num2 = check_number(sys.argv[2])

if num1 and num2:

add2(num1, num2)

中小企業手作りIT化奮戦記（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

筆者：菅雄一

自社サーバーからレンタルサーバーへの移行が世の流れだ。本連載の第58回「PHP+MySQL環境にシステムを移行」に書いたが、筆者の勤務先でも保守作業の軽減や故障回避のためにレンタルサーバーに移行する方針になった。2023年1月に、四苦八苦しながら顧客向けWeb検索システムを移行し、ようやくレンタルサーバーへの移行が一段落した。今回は、この難航した移行作業について書くことにする。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図2　バックアップファイル内の文字コード設定を変更

--
-- PostgreSQL database dump
--

SET client_encoding = 'EUC';
SET standard_conforming_strings = off;
SET check_function_bodies = false;
SET client_min_messages = warning;
SET escape_string_warning = off;
（略）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

--

-- PostgreSQL database dump

--

SET client_encoding = 'EUC';

SET standard_conforming_strings = off;

SET check_function_bodies = false;

SET client_min_messages = warning;

SET escape_string_warning = off;

（略）

香川大学SLPからお届け！（Vol.84掲載）

投稿日：2023.05.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：三井颯剛

SLPでは、Webページの公開などに使用しているサーバーを立て直す計画が進行中です。再建後のサーバーでは、「Traefik（トラフィック）」というコンテナ環境向けのリバースプロキシソフトウエアを採用する予定です。今回は、Dockerでサーバーコンテナを稼働させて、それに対するアクセスをTraefikで制御する場合を例に、Traefikの利用方法について紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.84は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「docker-compose.yml」ファイルに記述する設定

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    command:
      - "--providers.docker.exposedbydefault=false"
      - "--entrypoints.web.address=:80"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

command:

- "--providers.docker.exposedbydefault=false"

- "--entrypoints.web.address=:80"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

図6　ダッシュボードを有効にする場合の「docker-compose.yml」ファイルの記述

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
      - "8080:8080"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    command:
      - "--providers.docker.exposedbydefault=false"
      - "--entrypoints.web.address=:80"
      - "--entrypoints.dashboard.address=:8080"
      - "--api.dashboard=true"
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"
      - "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"
      - "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

- "8080:8080"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

command:

- "--providers.docker.exposedbydefault=false"

- "--entrypoints.web.address=:80"

- "--entrypoints.dashboard.address=:8080"

- "--api.dashboard=true"

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"

- "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"

- "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

図9　「traefik.yml」ファイルに記述する内容

providers:
  docker:
    exposedByDefault: false
entryPoints:
  web:
    address: ":80"
  dashboard:
    address: ":8080"
api:
  dashboard: true

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

providers:

docker:

exposedByDefault: false

entryPoints:

web:

address: ":80"

dashboard:

address: ":8080"

api:

dashboard: true

図10　設定を分離した場合の「docker-compose.yml」ファイルの記述例

services:
  reverse-proxy:
    image: traefik:latest
    restart: always
    ports:
      - "80:80"
      - "8080:8080"
    environment:
      - TZ=Asia/Tokyo
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
      - ./traefik.yml:/etc/traefik/traefik.yml
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"
      - "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"
      - "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

  whoami:
    image: traefik/whoami
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"
      - "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"
　　　- "traefik.http.services.myservice.loadbalancer.server.port=80"

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

services:

reverse-proxy:

image: traefik:latest

restart: always

ports:

- "80:80"

- "8080:8080"

environment:

- TZ=Asia/Tokyo

volumes:

- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock

- ./traefik.yml:/etc/traefik/traefik.yml

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.api.entrypoints=dashboard"

- "traefik.http.routers.api.rule=Host(`localhost`)"

- "traefik.http.routers.api.service=api@internal"

whoami:

image: traefik/whoami

labels:

- "traefik.enable=true"

- "traefik.http.routers.whoami.rule=PathPrefix(`/whoami`)"

- "traefik.http.routers.whoami.entrypoints=web"

　　　- "traefik.http.services.myservice.loadbalancer.server.port=80"

Vol.83 補足情報

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版

　同企画で扱いました、PlatformIO向けのRP2040用ソフトウエア基盤（フレームワーク）が「https://github.com/Wiz-IO/wizio-pico」から入手できなくなってしまいました。原作者に問い合わせましたが、返答はなく理由は不明です。ご迷惑をおかけして申し訳ございません。
　「https://github.com/Wiz-IO/wizio-pico」にアクセスして図1のように表示されたときは、以下の方法で入手・導入してください。
（1）特別企画記事の通りに開発ツール「Visual Studio Code」（VSCode）とWindows版Gitクライアント「Git for Windows」をインストールします。
（2）PlatformIO向けのRP2040用ソフトウエア基盤（フレームワーク）を「https://future.quake4.jp/wizio-pico.zip」からダウンロードします。
（3）VSCodeを起動しているならいったん終了します。
（4）「C:￥Users￥ユーザー名￥.platformio￥」（ユーザー名はWindowsのアカウント名）の下にダウンロードした「wizio-pico.zip」ファイルを展開します。

図1　ページが見つからない場合の表示

情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.83 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　モーションキャプチャ「mocopi」　サンプル動画掲載
005　レポート　ChatGPT API公開　コード掲載
006　製品レビュー　ウエアラブルデバイス「Redmi Smart Band2」
007　NEWS FLASH
008　特集1　Ruby on Rails入門/安川要平　コード掲載
020　特集2　AutoML徹底解説入門編/田村孝、山口武彦、新田陸、細野友基
034　特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版/米田聡　コード掲載
044　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
049　Hello Nogyo!
050　香川大学SLPからお届け！/安田大朗　コード掲載
056　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
058　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
062　SCM/桑原滝弥、イケヤシロウ
064　タイ語から分かる現地生活/つじみき
070　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
074　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文
082　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
086　Bash入門/大津真　コード掲載
096　Techパズル/gori.sh
097　コラム「ユニケージ式プロジェクト管理法」/シェル魔人

レポート2（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：末安泰三

話題のAIチャットボット「ChatGPT」のAP（I Application Programming Interface）を、開発元の米OpenAIが有償公開した。APIの公開により、自作プロダクトにChatGPTの機能を手軽に組み込めるようになった。2023年3月時点の利用料金は、1000トークン当たり0.002ドルだ。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図1　ChatGPT APIを利用するPythonコードの例

import openai
openai.api_key = "ここにAPIキーを記述する"
response = openai.ChatCompletion.create(
  model = "gpt-3.5-turbo",
  messages = [
    {"role":"system", "content":"①ChatGPTの動作をここで指定する"},
    {"role":"user", "content":"②ChatGPTに送るメッセージを記述する"}
  ]
)
print(response['choices'][0]['message']['content'])

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

import openai

openai.api_key = "ここにAPIキーを記述する"

response = openai.ChatCompletion.create(

model = "gpt-3.5-turbo",

messages = [

{"role":"system", "content":"①ChatGPTの動作をここで指定する"},

{"role":"user", "content":"②ChatGPTに送るメッセージを記述する"}

]

)

print(response['choices'][0]['message']['content'])

特集1 Ruby on Rails入門（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：安川要平

本特集では、地図アプリの作成を題材に、Webアプリケーションフレームワーク「Ruby on Rails」によるWebアプリの開発手順を紹介します。説明は、米GitHub社が提供するクラウド開発環境「GitHub Codespaces」を使って進めます。そのため、Webブラウザさえあれば紹介する手順を確認できます。Webブラウザだけで体験できるようになった最新のRubyとRailsを一緒に触ってみましょう。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図15　「app/models/spot.rb」ファイルに追加する1行

class Spot < ApplicationRecord
  has_one_attached :photo
end

1

2

3

class Spot < ApplicationRecord

has_one_attached :photo

end

図16　「app/views/apots/_form.html.erb」ファイルに追加する記述

（略）
  <div>
    <%= form.label :name, style: "display: block" %>
    <%= form.text_field :name, readonly: false %>
  </div>
  <div>
    <%= form.label :photo, style: "display: block" %>
    <%= form.file_field :photo, readonly: false %>
  </div>
  <div>
    <%= form.submit %>
  </div>
<% end %>
（略）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

（略）

<div>

<%= form.label :name, style: "display: block" %>

<%= form.text_field :name, readonly: false %>

</div>

<div>

<%= form.label :photo, style: "display: block" %>

<%= form.file_field :photo, readonly: false %>

</div>

<div>

<%= form.submit %>

</div>

<% end %>

（略）

図18　「app/controllers/spots_controller.rb」ファイルに追加する記述

（略）
    # Only allow a list of trusted parameters through.
    def spot_params
      params.require(:spot).permit(:lat, :lng, :name, :photo)
    end

end

1

2

3

4

5

6

7

（略）

# Only allow a list of trusted parameters through.

def spot_params

params.require(:spot).permit(:lat, :lng, :name, :photo)

end

図19　「app/helpers/spots_helper.rb」ファイルに追加する記述

（略）
    html << "<strong>Name:</strong> #{spot.name}<br />"
    if spot.photo.attached?
      html << "<strong>Photo:</strong> #{image_tag(spot.photo, width: '100%')}<br />"
    end
    return html.html_safe
  end
end

1

2

3

4

5

6

7

8

（略）

html << "<strong>Name:</strong> #{spot.name}<br />"

if spot.photo.attached?

html << "<strong>Photo:</strong> #{image_tag(spot.photo, width: '100%')}<br />"

end

return html.html_safe

end

図25　提供されるサンプルデータの内容

[
  {
    id:    "1037",
    lat:   "35.7087568",
    lng:   "139.7196777",
    name:  "早大で入試「一般選抜」がスタート"
    photo: "https://localmap.jp/images/takadanobaba/1037.jpg",
    url:   "https://takadanobaba.keizai.biz/headline/1037/",
  },
（略）
]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

[

{

id: "1037",

lat: "35.7087568",

lng: "139.7196777",

photo: "https://localmap.jp/images/takadanobaba/1037.jpg",

url: "https://takadanobaba.keizai.biz/headline/1037/",

},

（略）

]

図26　サンプルデータを取得して画面に表示するコード

require 'net/http' # 'net-http'ではないことに注意
uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')
response = Net::HTTP.get(uri)   # ファイルを取得 
map_data = JSON.parse(response)	# 結果を変数に格納
p map_data # 画面に表示

1

2

3

4

5

require 'net/http' # 'net-http'ではないことに注意

uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')

response = Net::HTTP.get(uri) # ファイルを取得

map_data = JSON.parse(response) # 結果を変数に格納

p map_data # 画面に表示

図28　サンプルデータを自動入力するコード

require 'net/http'
uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')
response = Net::HTTP.get(uri)
map_data = JSON.parse(response)

# 各スポットのデータ（map）に対して以下のコードを実行
map_data.each do |map|
  # 新規スポットにサンプルデータを入力
  spot = Spot.new(
    lat:  map['lat'],
    lng:  map['lng'],
    name: map['name'],
  )
  # 新規スポットに画像を添付
  spot.photo.attach(
    io: URI.open(map['photo']),
    filename: map['id'] + '.jpg',
  )
  # 新規スポットをDBに保存
  spot.save
end

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

require 'net/http'

uri = URI('https://localmap.jp/scaffold.json')

response = Net::HTTP.get(uri)

map_data = JSON.parse(response)

# 各スポットのデータ（map）に対して以下のコードを実行

map_data.each do |map|

# 新規スポットにサンプルデータを入力

spot = Spot.new(

lat: map['lat'],

lng: map['lng'],

)

# 新規スポットに画像を添付

spot.photo.attach(

io: URI.open(map['photo']),

filename: map['id'] + '.jpg',

)

# 新規スポットをDBに保存

spot.save

end

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。本企画では、ラズパイと連携して使用するマイコンボードを扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図A　uf2conv.pyの修正箇所

（略）
    return resfile

def to_str(b):
#    return b.decode("utf-8")
    return b.decode("cp932")

def get_drives():
    drives = []
（略）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

（略）

return resfile

def to_str(b):

# return b.decode("utf-8")

return b.decode("cp932")

def get_drives():

drives = []

（略）

Pythonあれこれ（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　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13回では、PyTorchという機械学習ライブラリを使って、手書きの数字を画像認識によって分類してみます。実際に作業することで、機械学習の効果を感じてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図1　MNISTデータセットをダウンロードするためのコード

data_folder = '~/data'
BATCH_SIZE = 8
mnist_data = MNIST(data_folder, 
                   train=True, 
                   download=True, 
                   transform=transforms.ToTensor())
data_loader = DataLoader(mnist_data, 
                         batch_size=BATCH_SIZE, 
                         shuffle=False)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

data_folder = '~/data'

BATCH_SIZE = 8

mnist_data = MNIST(data_folder,

train=True,

download=True,

transform=transforms.ToTensor())

data_loader = DataLoader(mnist_data,

batch_size=BATCH_SIZE,

shuffle=False)

図4　MNISTデータセットのデータを1セット表示するコード

data_iterator = iter(data_loader)
images, labels = next(data_iterator)
# 最初の画像を表示
location = 0
# 画像データを28×28画素のデータに変換して表示
data = images[location].numpy()
reshaped_data = data.reshape(28, 28)
plt.imshow(reshaped_data, cmap='inferno', interpolation='bicubic')
plt.show()
print('ラベル:', labels[location])

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

data_iterator = iter(data_loader)

images, labels = next(data_iterator)

# 最初の画像を表示

location = 0

# 画像データを28×28画素のデータに変換して表示

data = images[location].numpy()

reshaped_data = data.reshape(28, 28)

plt.imshow(reshaped_data, cmap='inferno', interpolation='bicubic')

plt.show()

print('ラベル:', labels[location])

図6　学習データと検証データを用意するコード

# 学習データ
train_data_loader = DataLoader(
    MNIST(data_folder, train=True, download=True, 
          transform=transforms.ToTensor()),
    batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)
# 検証データ
test_data_loader = DataLoader(
    MNIST(data_folder, train=False, download=True, 
          transform=transforms.ToTensor()),
    batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

# 学習データ

train_data_loader = DataLoader(

MNIST(data_folder, train=True, download=True,

transform=transforms.ToTensor()),

batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

# 検証データ

test_data_loader = DataLoader(

MNIST(data_folder, train=False, download=True,

transform=transforms.ToTensor()),

batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)

図9　ニューラルネットワークモデルを定義するコード

from torch.autograd import Variable
import torch.nn as nn
# 親クラスのnn.Moduleを継承してモデルを作成
class MLP(nn.Module):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self.layer1 = nn.Linear(28 * 28, 100)
    self.layer2 = nn.Linear(100, 50)
    self.layer3 = nn.Linear(50, 10)
  def forward(self, input_data):
    input_data = input_data.view(-1, 28 * 28)
    input_data = self.layer1(input_data)
    input_data = self.layer2(input_data)
    input_data = self.layer3(input_data)
    return input_data

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

from torch.autograd import Variable

import torch.nn as nn

# 親クラスのnn.Moduleを継承してモデルを作成

class MLP(nn.Module):

def __init__(self):

super().__init__()

self.layer1 = nn.Linear(28 * 28, 100)

self.layer2 = nn.Linear(100, 50)

self.layer3 = nn.Linear(50, 10)

def forward(self, input_data):

input_data = input_data.view(-1, 28 * 28)

input_data = self.layer1(input_data)

input_data = self.layer2(input_data)

input_data = self.layer3(input_data)

return input_data

図11　学習前の準備をするコード

import torch.optim as optimizer

# モデルの作成
model = MLP()
# 評価器（誤差項）と最適化器の作成
lossResult = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optimizer.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

1

2

3

4

5

6

7

import torch.optim as optimizer

# モデルの作成

model = MLP()

# 評価器（誤差項）と最適化器の作成

lossResult = nn.CrossEntropyLoss()

optimizer = optimizer.SGD(model.parameters(), lr=0.01)

図12　画像認識の精度を検証するコード

import torch

# 検証した数と正解の数
total = 0
count_when_correct = 0
for data in test_data_loader:
  test_data, teacher_labels = data
  results = model(Variable(test_data))
  _, predicted = torch.max(results.data, 1)
  total += teacher_labels.size(0)
  count_when_correct += (predicted == teacher_labels).sum()
rate = int(count_when_correct) / int(total)
print(f'count_when_correct:{count_when_correct}')
print(f'total:{total}')
print(f'正解率:{count_when_correct} / {total} = {rate}')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

import torch

# 検証した数と正解の数

total = 0

count_when_correct = 0

for data in test_data_loader:

test_data, teacher_labels = data

results = model(Variable(test_data))

_, predicted = torch.max(results.data, 1)

total += teacher_labels.size(0)

count_when_correct += (predicted == teacher_labels).sum()

rate = int(count_when_correct) / int(total)

print(f'count_when_correct:{count_when_correct}')

print(f'total:{total}')

print(f'正解率:{count_when_correct} / {total} = {rate}')

図13　モデルを学習させるコード

# 最大学習回数
MAX_EPOCH = 4
for epoch in range(MAX_EPOCH):
  total_loss = 0.0
  for i, data in enumerate(train_data_loader):
    train_data, teacher_labels = data
    train_data, teacher_labels = \
      Variable(train_data), Variable(teacher_labels)
    # 勾配情報をリセット
    optimizer.zero_grad()
    outputs = model(train_data)
    loss = lossResult(outputs, teacher_labels)
    loss.backward()
    # 勾配を更新
    optimizer.step()
    # 誤差を積み上げる
    total_loss += loss.data
    if i % 2000 == 1999:
      print(f'学習進捗:[{epoch+1}, {i+1}]', end='')
      print(f'学習誤差(loss): {total_loss / 2000:.3f}')
      total_loss = 0.0
print('学習終了')

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

# 最大学習回数

MAX_EPOCH = 4

for epoch in range(MAX_EPOCH):

total_loss = 0.0

for i, data in enumerate(train_data_loader):

train_data, teacher_labels = data

train_data, teacher_labels = \

Variable(train_data), Variable(teacher_labels)

# 勾配情報をリセット

optimizer.zero_grad()

outputs = model(train_data)

loss = lossResult(outputs, teacher_labels)

loss.backward()

# 勾配を更新

optimizer.step()

# 誤差を積み上げる

total_loss += loss.data

if i % 2000 == 1999:

print(f'学習進捗:[{epoch+1}, {i+1}]', end='')

print(f'学習誤差(loss): {total_loss / 2000:.3f}')

total_loss = 0.0

print('学習終了')

図15　個別の判定結果を確認するコード

# データの取得と検証
test_iterator = iter(test_data_loader)
test_data, teacher_labels = next(test_iterator)
results = model(Variable(test_data))
_, predicted_label = torch.max(results.data, 1)
# 最初のデータを検証して画像を表示
location = 0
plt.imshow(test_data[location].numpy().reshape(28, 28), 
           cmap='inferno', interpolation='bicubic')
print('ラベル:', predicted_label[location])

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

# データの取得と検証

test_iterator = iter(test_data_loader)

test_data, teacher_labels = next(test_iterator)

results = model(Variable(test_data))

_, predicted_label = torch.max(results.data, 1)

# 最初のデータを検証して画像を表示

location = 0

plt.imshow(test_data[location].numpy().reshape(28, 28),

cmap='inferno', interpolation='bicubic')

print('ラベル:', predicted_label[location])

香川大学SLPからお届け！（Vol.83掲載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：安田大朗

最近、さまざまな場面でチャットbotなどの対話システムを見かけます。その中には、感情表現の機能を持ち、より人間らしい振る舞いをするものもあります。私はそうした対話システムに興味があり、ユーザーが入力したテキストの感情を分析し、それに応じた反応をする対話システムを作成しました。今回は、私が開発したその対話システムについて紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図4　「telegram-bot.py」ファイルに記述するコード

from telegram.ext import (Updater, CommandHandler,
                          MessageHandler, Filters)

TOKEN = "トークン"
class TelegramBot:
  def __init__(self, system):
    self.system = system
  def start(self, update, bot):
    input = {'utt':None, 'sessionId':str(update.message.from_user.id)}
    update.message.reply_text(self.system.initial_message(input)["utt"])
  def message(self, update, bot):
    input = {'utt':update.message.text,
             'sessionId':str(update.message.from_user.id)}
    system_output = self.system.reply(input)
    update.message.reply_text(system_output["utt"])
  def run(self):
    updater = Updater(TOKEN, use_context=True)
    dp = updater.dispatcher
    dp.add_handler(CommandHandler("start", self.start))
    dp.add_handler(MessageHandler(Filters.text, self.message))
    updater.start_polling()
    updater.idle()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

from telegram.ext import (Updater, CommandHandler,

MessageHandler, Filters)

TOKEN = "トークン"

class TelegramBot:

def __init__(self, system):

self.system = system

def start(self, update, bot):

input = {'utt':None, 'sessionId':str(update.message.from_user.id)}

update.message.reply_text(self.system.initial_message(input)["utt"])

def message(self, update, bot):

input = {'utt':update.message.text,

'sessionId':str(update.message.from_user.id)}

system_output = self.system.reply(input)

update.message.reply_text(system_output["utt"])

def run(self):

updater = Updater(TOKEN, use_context=True)

dp = updater.dispatcher

dp.add_handler(CommandHandler("start", self.start))

dp.add_handler(MessageHandler(Filters.text, self.message))

updater.start_polling()

updater.idle()

図5　「aim_system1.py」ファイルに記述するコード

import aiml
import MeCab
from telegram_bot import TelegramBot

class AimlSystem:
  def __init__(self):
    self.sessiondic = {}
    self.tagger = MeCab.Tagger('-Owakati')
  def initial_message(self, input):
    sessionId = input['sessionId']
    kernel = aiml.Kernel()
    kernel.learn("aiml.xml")
    self.sessiondic[sessionId] = kernel
    return {'utt':'はじめまして，雑談を始めましょう',
            'end':False}
  def reply(self, input):
    sessionId = input['sessionId']
    utt = input['utt']
    utt = self.tagger.parse(utt)
    response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)
    return {'utt':response, 'end':False}

if __name__ == '__main__':
    system = AimlSystem()
    bot = TelegramBot(system)
    bot.run()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

import aiml

import MeCab

from telegram_bot import TelegramBot

class AimlSystem:

def __init__(self):

self.sessiondic = {}

self.tagger = MeCab.Tagger('-Owakati')

def initial_message(self, input):

sessionId = input['sessionId']

kernel = aiml.Kernel()

kernel.learn("aiml.xml")

self.sessiondic[sessionId] = kernel

return {'utt':'はじめまして，雑談を始めましょう',

'end':False}

def reply(self, input):

sessionId = input['sessionId']

utt = input['utt']

utt = self.tagger.parse(utt)

response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)

return {'utt':response, 'end':False}

if __name__ == '__main__':

system = AimlSystem()

bot = TelegramBot(system)

bot.run()

図6　「aim.xml」ファイルに記述するルールの例

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<aiml version="1.0.1" encoding="UTF-8">
 <category>
    <pattern>* へ 旅行 に 行き まし た</pattern>
    <template><star/>に旅行ですか，いいなー．</template>
  </category>
  <category>
    <pattern>私 の 名前 は * です</pattern>
    <template><set name="username"><star/></set>さん、よろしくね！．</template>
   </category>
  <category>
    <pattern>じゃあね</pattern>
    <template><get name="username"/>さん、バイバイー．</template>
  </category>
</aiml>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<pattern>* へ旅行に行きました</pattern>

<template><star/>に旅行ですか，いいなー．</template>

</category>

<pattern>私の名前は * です</pattern>

<template><set name="username"><star/></set>さん、よろしくね！．</template>

</category>

<template><get name="username"/>さん、バイバイー．</template>

</category>

</aiml>

図8　「aim_system2.py」ファイルに記述するコード

    response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)
    emotion_dic = {'suki':'🥰', 'ikari':'😡', 'kowa':'😱',
                   'yasu':'😊', 'iya':'😫', 'aware':'😭',
                   'takaburi':'🤩', 'odoroki':'🙄', 'haji':'🤭',
                   'yorokobi':'😄'}
    emotion_analyzer = MLAsk()
    json_emot = emotion_analyzer.analyze(utt)
    if json_emot['emotion'] == None:
      return {'utt':response, 'end':False}
    else:
      emotion = json_emot['representative'][0]
      return {'utt':response + emotion_dic[emotion], 'end':False}

if __name__ == '__main__':

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

response = self.sessiondic[sessionId].respond(utt)

emotion_dic = {'suki':'🥰', 'ikari':'😡', 'kowa':'😱',

'yasu':'😊', 'iya':'😫', 'aware':'😭',

'takaburi':'🤩', 'odoroki':'🙄', 'haji':'🤭',

'yorokobi':'😄'}

emotion_analyzer = MLAsk()

json_emot = emotion_analyzer.analyze(utt)

if json_emot['emotion'] == None:

return {'utt':response, 'end':False}

else:

emotion = json_emot['representative'][0]

return {'utt':response + emotion_dic[emotion], 'end':False}

if __name__ == '__main__':

Bash入門（Vol.83記載）

投稿日：2023.03.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：大津真

LinuxやmacOSなど、UNIX系OSのコマンドラインで使用されるコマンドインタプリタをシェルと呼びます。本連載では高機能シェルとして人気の高い「Bash」の基本操作について説明していきます。最終回となる今回は、シェルで実行可能なプログラミング言語である「シェルスクリプト」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.83は以下のリンク先でご購入できます。

図2　図1のコマンド行と同様の処理をするシェルスクリプトの例

# サイズの大きなファイルを見つける
echo "--「~/ピクチャ」以下にある1Mバイト以上のファイル--"
find ~/ピクチャ -type f -size +1M -print0 | \ 
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

1

2

3

4

5

6

# サイズの大きなファイルを見つける

echo "--「~/ピクチャ」以下にある1Mバイト以上のファイル--"

find ~/ピクチャ -type f -size +1M -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図5　図2のシェルスクリプトを変数を使うように書き換えた例

#!/usr/bin/bash
dir=~/ピクチャ
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

1

2

3

4

5

6

7

8

#!/usr/bin/bash

dir=~/ピクチャ

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図6　図5のシェルスクリプトをコマンドライン引数を参照するように書き換えた例

#!/usr/bin/bash
dir=$1
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

1

2

3

4

5

6

7

8

#!/usr/bin/bash

dir=$1

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図7　if文を使用したシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
if cd $1 2>/dev/null
then
  echo "${1}に移動しました"
else
  echo "${1}に移動できませんでした"
fi

1

2

3

4

5

6

7

#!/usr/bin/bash

if cd $1 2>/dev/null

then

echo "${1}に移動しました"

else

echo "${1}に移動できませんでした"

fi

図8　図6のシェルスクリプトを条件式とif文を使って書き換えた例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ]
then
  echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"
  exit 1 ←③
fi
if [ ! -d "$dir" ]
then
  echo "エラー: ${dir}が見つかりません"
  exit 1
fi
size="1M"
echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \
  xargs -0 du | \
  sort -nr | \
  head -n 5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ]

then

echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"

exit 1 ←③

fi

if [ ! -d "$dir" ]

then

echo "エラー: ${dir}が見つかりません"

exit 1

fi

size="1M"

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find "$dir" -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

図9　for文を使ったシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
four_seasons="春 夏 秋 冬"
for season in $four_seasons
do
    echo "$season"
done

1

2

3

4

5

6

#!/usr/bin/bash

four_seasons="春夏秋冬"

for season in $four_seasons

do

echo "$season"

done

図10　図8のシェルスクリプトをfor文を使って書き換えた例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ]
then
  echo “エラー: 引数でディレクトリを指定してください”
  exit 1
fi
size="1M"
for dir in "$@"
do
  if [ ! -d “$dir” ]
  then
    echo "エラー: ${dir}が見つかりません"
  else
    echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"
    find $dir -type f -size "+${size}" -print0 | \
      xargs -0 du | \
      sort -nr | \
      head -n 5
  fi
done

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ]

then

echo “エラー: 引数でディレクトリを指定してください”

exit 1

fi

size="1M"

for dir in "$@"

do

if [ ! -d “$dir” ]

then

echo "エラー: ${dir}が見つかりません"

else

echo "--「${dir}」以下にある${size}バイト以上のファイル--"

find $dir -type f -size "+${size}" -print0 | \

xargs -0 du | \

sort -nr | \

head -n 5

fi

done

図12　配列を使ったシェルスクリプトの例

#!/usr/bin/bash
if [ $# -eq 0 ] || [ ! -d $1 ]
then
  echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"
  exit 1
fi
target=~/公開/pictures
extensions=(jpg jpeg png gif pdf)
for ext in "${extensions[@]}"
do
  for file in "$1"/*.${ext}
  do
    if [ -f "$file" ]
    then
      cp -v "$file" $target
    fi
  done
done

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

#!/usr/bin/bash

if [ $# -eq 0 ] || [ ! -d $1 ]

then

echo "エラー: 引数でディレクトリを指定してください"

exit 1

fi

target=~/公開/pictures

extensions=(jpg jpeg png gif pdf)

for ext in "${extensions[@]}"

do

for file in "$1"/*.${ext}

do

if [ -f "$file" ]

then

cp -v "$file" $target

fi

done

レポート1（Vol.83掲載）

投稿日：2023.02.15　｜　カテゴリー：　コード

シェルスクリプトマガジン Vol.83（2023年4月号）で紹介したモーションキャプチャデバイス「mocopi」で作成したモーションキャプチャ画像（サイズ：12Mバイト）です。

AWKでデジタル信号処理（Vol.82掲載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第4回は「微分フィルタ」を使って目的の波形を取り出す方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図10　微分フィルタの差分方程式のAWKプログラム（dif.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_dif = 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {
        arr_data_dif[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_dif = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply differential filter
    arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

    # print results
    print arr_data_dif[idx_data_dif];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_dif = 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {

arr_data_dif[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_dif = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply differential filter

arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

# print results

print arr_data_dif[idx_data_dif];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret;

}

図12　群遅延を考慮したAWKプログラム（dif_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_dif = 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {
        arr_data_dif[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_dif = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply differential filter
    arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_dif[idx_data_dif];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, _gain i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    _gain = 0.0;
    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _gain += (_half - i)^2;
    }

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret / _gain;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 31;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_dif = 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_dif; i++) {

arr_data_dif[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_dif = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_dif = num_data_raw % len_data_dif;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_dif == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply differential filter

arr_data_dif[idx_data_dif] = dif(arr_data_raw, idx_data_raw, num_ord, len_data_raw);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_dif[idx_data_dif];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, _gain i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

_gain = 0.0;

for (i = 0; i < ord; i++) {

_gain += (_half - i)^2;

}

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret / _gain;

}

図14　係数の補正を加えた関数dif()

# differential filter
function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x,      _ret, _half, _gain i) {
    _ret = 0.0;
    _half = int((ord - 1) / 2);

    _gain = 0.0;
    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _gain += (_half - i)^2;
    }

    for (i = 0; i < ord; i++) {
        _ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);
    }

    return _ret / _gain;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

# differential filter

function dif(arr_x, idx_x, ord, len_x, _ret, _half, _gain i) {

_ret = 0.0;

_half = int((ord - 1) / 2);

_gain = 0.0;

for (i = 0; i < ord; i++) {

_gain += (_half - i)^2;

}

for (i = 0; i < ord; i++) {

_ret += (_half - i) * get_buffer(arr_x, idx_x - i, len_x);

}

return _ret / _gain;

}

シェルスクリプトマガジンvol.82 Web掲載記事まとめ

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　ポッキーでプログラミング
005　レポート　WebAssembly対応Ruby 3.2.0
006　製品レビュー　制御機器「NFCタグ」
007　NEWS FLASH
008　特集1　LibreOfficeでPythonマクロ/荒川雄介　コード掲載
016　特集2　Dropboxを活用しよう/岡崎隆之、進藤麻礼子、井川恵理
028　緊急企画　Mastodonサーバーを構築しよう/麻生二郎
046　Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡
050　行動経済学と心理学で円滑に業務を遂行/請園正敏
052　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
057　Hello Nogyo!
058　Pythonあれこれ/飯尾淳
066　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
068　タイ語から分かる現地生活/つじみき
072　Emotet/桑原滝弥、イケヤシロウ
074　香川大学SLPからお届け！/谷﨑勇太　コード掲載
080　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
086　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
090　Bash入門/大津真
098　Techパズル/gori.sh
099　コラム「ユニケージ流思考法」/シェル魔人

特集1 LibreOfficeでPythonマクロ（Vol.82記載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：荒川　雄介

オープンソースのオフィスソフト「LibreOffice」は、Pythonで記述されたマクロ（簡易スクリプト）を実行できます。しかしデフォルト状態では、Pythonマクロを作成しやすい環境が整備されていません。本特集では、開発環境を整備する手順を中心に、Pythonマクロ作成についての基礎知識を紹介します。使い慣れた言語を使って、LibreOfficeのさまざまな処理を効率化しましょう。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「Hello!」と書かれたダイアログを表示するPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def hello():
  bas = CreateScriptService("Basic")
  bas.MsgBox("Hello!")
g_exportedScripts = (hello,)

1

2

3

4

5

from scriptforge import CreateScriptService

def hello():

bas = CreateScriptService("Basic")

bas.MsgBox("Hello!")

g_exportedScripts = (hello,)

図9　CSVファイルからCalcのシートにデータを読み込むPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv():
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

1

2

3

4

5

from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv():

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図11　図9のコードを新規のCalcシートを開くように変更したもの

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv():
  ui = CreateScriptService("UI")
  cal = ui.CreateDocument("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

1

2

3

4

5

6

from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv():

ui = CreateScriptService("UI")

cal = ui.CreateDocument("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図12　文書ファイルがある場所からCSVファイルを読み込めるように図9のコードを変更したもの

from scriptforge import CreateScriptService
import uno
import os.path
def load_csv():
  doc  = XSCRIPTCONTEXT.getDocument()
  path = uno.fileUrlToSystemPath(doc.URL)
  cdir = os.path.dirname(path)
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(cdir + r"\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

from scriptforge import CreateScriptService

import uno

import os.path

def load_csv():

doc = XSCRIPTCONTEXT.getDocument()

path = uno.fileUrlToSystemPath(doc.URL)

cdir = os.path.dirname(path)

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(cdir + r"\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図13　データベースからデータを読み込んで集計/グラフ表示をするPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def importdata():
  # データベースからデータを取得
  db=CreateScriptService('database',registrationname='Bibliography')
  sql='SELECT [Custom1] AS [Language],[Identifier] FROM [biblio] ORDER BY [Language] ASC'
  data=db.GetRows(sql,header=True)
  db.CloseDatabase()
  # 取得したデータをシートにコピー
  calc=CreateScriptService("Calc")
  datarange=calc.setArray('Sheet1.A1',data)
  # ピボットテーブルを作成して集計
  pivot=calc.CreatePivotTable('Pivot1',datarange,targetcell='D1',
  datafields='Identifier;Count',rowfields='Language',
  rowtotals=False,columntotals=False,filterbutton=False)
  # グラフを作成
  chart=calc.CreateChart('NumberByLanguage','Sheet1',pivot,rowheader=True,
                         columnheader=True)
  chart.ChartType, chart.Dim3D,chart.Legend='Pie',True,True
  chart.Resize(4000, 3000, 7000, 2500)
g_exportedScripts = (importdata, )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

from scriptforge import CreateScriptService

def importdata():

# データベースからデータを取得

db=CreateScriptService('database',registrationname='Bibliography')

sql='SELECT [Custom1] AS [Language],[Identifier] FROM [biblio] ORDER BY [Language] ASC'

data=db.GetRows(sql,header=True)

db.CloseDatabase()

# 取得したデータをシートにコピー

calc=CreateScriptService("Calc")

datarange=calc.setArray('Sheet1.A1',data)

# ピボットテーブルを作成して集計

pivot=calc.CreatePivotTable('Pivot1',datarange,targetcell='D1',

datafields='Identifier;Count',rowfields='Language',

rowtotals=False,columntotals=False,filterbutton=False)

# グラフを作成

chart=calc.CreateChart('NumberByLanguage','Sheet1',pivot,rowheader=True,

columnheader=True)

chart.ChartType, chart.Dim3D,chart.Legend='Pie',True,True

chart.Resize(4000, 3000, 7000, 2500)

g_exportedScripts = (importdata, )

図18　図9のコードをイベント駆動できるように修正

from scriptforge import CreateScriptService
def load_csv(args=None):
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")
g_exportedScripts = (load_csv, )

1

2

3

4

5

from scriptforge import CreateScriptService

def load_csv(args=None):

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.ImportFromCSVFile(r"C:\test.csv", "A1")

g_exportedScripts = (load_csv, )

図19　Calcのシート（Sheet1）の内容をすべて消去するPythonマクロのコード

from scriptforge import CreateScriptService
def clear(args=None):
  calc=CreateScriptService("Calc")
  calc.ClearAll('Sheet1.*')
g_exportedScripts = (clear, )

1

2

3

4

5

from scriptforge import CreateScriptService

def clear(args=None):

calc=CreateScriptService("Calc")

calc.ClearAll('Sheet1.*')

g_exportedScripts = (clear, )

図20　外部ライブラリ（NumPy）を利用するythonマクロのサンプルコード

from scriptforge import CreateScriptService
import numpy as np
def test_numpy():
  A = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]).reshape(2,3)
  B = A + 10
  cal = CreateScriptService("Calc")
  cal.setArray("A1", B.tolist())
g_exportedScripts = (test_numpy, )

1

2

3

4

5

6

7

8

from scriptforge import CreateScriptService

import numpy as np

def test_numpy():

A = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6]).reshape(2,3)

B = A + 10

cal = CreateScriptService("Calc")

cal.setArray("A1", B.tolist())

g_exportedScripts = (test_numpy, )

香川大学SLPからお届け！（Vol.82掲載）

投稿日：2023.01.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：谷﨑勇太

　最近、さまざまな場面で「VTuber」が活躍しています。VTuberとは、2D/3Dアバターの表情や身体をリアルタイムに動かしながら動画配信をする人、あるいはそのアバターのことです。多くの場合は、カメラで人の動きを検知し、それをトレースするようにアバターを動かしています。今回は、私がPythonを使って作成した簡易VTuberシステムについて紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.82は以下のリンク先でご購入できます。

図1　Webカメラの映像を読み取るためのベースコード

import cv2
camera = cv2.VideoCapture(0)
while True:
  ret,image = camera.read()
  image = cv2.cvtColor(image,BGR2RGB)
  cv2.imshow("frame", image)
  if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
    break
camera.release()
cv2.destroyAllWindows()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

import cv2

camera = cv2.VideoCapture(0)

while True:

ret,image = camera.read()

image = cv2.cvtColor(image,BGR2RGB)

cv2.imshow("frame", image)

if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):

break

camera.release()

cv2.destroyAllWindows()

図2　感情を検出するためのコード

from paz.pipelines import DetectMiniXceptionFER
pipeline = DetectMiniXceptionFER([0.1, 0.1])
output = pipeline(image)
if len(output["boxes2D"]) == 1:
  emotion = output["boxes2D"][0].class_name

1

2

3

4

5

from paz.pipelines import DetectMiniXceptionFER

pipeline = DetectMiniXceptionFER([0.1, 0.1])

output = pipeline(image)

if len(output["boxes2D"]) == 1:

emotion = output["boxes2D"][0].class_name

図3　左右の目の縦横比の平均値を算出する関数の定義コード

import cv2
from imutils import face_utils
import dlib
face_detector = dlib.get_frontal_face_detector()
face_parts_detector = \
  dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")
def face_landmark_find(img):
  eye = 10
  img_gry = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
  faces = face_detector(img_gry, 1)
  for face in faces:
    landmark = face_parts_detector(img_gry, face)
    landmark = face_utils.shape_to_np(landmark)
    left_eye_ear = calc_ear(landmark[42:48])
    right_eye_ear = calc_ear(landmark[36:42])
    eye = (left_eye_ear + right_eye_ear) / 2.0
  return eye

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

import cv2

from imutils import face_utils

import dlib

face_detector = dlib.get_frontal_face_detector()

face_parts_detector = \

dlib.shape_predictor("shape_predictor_68_face_landmarks.dat")

def face_landmark_find(img):

eye = 10

img_gry = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

faces = face_detector(img_gry, 1)

for face in faces:

landmark = face_parts_detector(img_gry, face)

landmark = face_utils.shape_to_np(landmark)

left_eye_ear = calc_ear(landmark[42:48])

right_eye_ear = calc_ear(landmark[36:42])

eye = (left_eye_ear + right_eye_ear) / 2.0

return eye

図5　目の縦横比を計算する関数の定義コード

from scipy.spatial import distance
def calc_ear(eye):
  A = distance.euclidean(eye[1], eye[5])
  B = distance.euclidean(eye[2], eye[4])
  C = distance.euclidean(eye[0], eye[3])
  eye_ear = (A + B) / (2.0 * C)
  return eye_ear

1

2

3

4

5

6

7

from scipy.spatial import distance

def calc_ear(eye):

A = distance.euclidean(eye[1], eye[5])

B = distance.euclidean(eye[2], eye[4])

C = distance.euclidean(eye[0], eye[3])

eye_ear = (A + B) / (2.0 * C)

return eye_ear

図6　目の開閉を判定して処理を分岐させるコード

if w != 0:
  if eye < EYE_AR_THRESH:
    image = overlayImage(image,close,(x,y),(w,h))
  elif eye >= EYE_AR_THRESH:
    image = overlayImage(image,overlay,(x,y),(w,h))

1

2

3

4

5

if w != 0:

if eye < EYE_AR_THRESH:

image = overlayImage(image,close,(x,y),(w,h))

elif eye >= EYE_AR_THRESH:

image = overlayImage(image,overlay,(x,y),(w,h))

図7　顔の座標と幅の情報を取得するコード

if len(output["boxes2D"]) ==1:
  x_min, y_min, x_max, y_max = output["boxes2D"][0].coordinates
  w,h = (x_max-x_min,y_max-y_min)
  x,y =x_min,y_min

1

2

3

4

if len(output["boxes2D"]) ==1:

x_min, y_min, x_max, y_max = output["boxes2D"][0].coordinates

w,h = (x_max-x_min,y_max-y_min)

x,y =x_min,y_min

図8　overlayImage ()関数の定義コード

import cv2
from PIL import Image
import numpy as np
def overlayImage(image, overlay, location, size):
  image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
  pil_image = Image.fromarray(image)
  pil_image = pil_image.convert('RGBA')
  overlay = cv2.cvtColor(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)
  pil_overlay = Image.fromarray(overlay)
  pil_overlay = pil_overlay.convert('RGBA')
  pil_overlay = pil_overlay.resize(size)
  pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_image.size, (255, 255, 255, 0))
  pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)
  result_image = Image.alpha_composite(pil_image, pil_tmp)
  return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image), cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

import cv2

from PIL import Image

import numpy as np

def overlayImage(image, overlay, location, size):

image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)

pil_image = Image.fromarray(image)

pil_image = pil_image.convert('RGBA')

overlay = cv2.cvtColor(overlay, cv2.COLOR_BGRA2RGBA)

pil_overlay = Image.fromarray(overlay)

pil_overlay = pil_overlay.convert('RGBA')

pil_overlay = pil_overlay.resize(size)

pil_tmp = Image.new('RGBA', pil_image.size, (255, 255, 255, 0))

pil_tmp.paste(pil_overlay, location, pil_overlay)

result_image = Image.alpha_composite(pil_image, pil_tmp)

return cv2.cvtColor(np.asarray(result_image), cv2.COLOR_RGBA2BGRA)

図9　insert()関数の定義コード

import os
def insert():
  r = os.path.exists('user.txt')
  if r == False:
    print("初期設定を行います")
    print("目を閉じてください")
    setting()
    eye_int()
  elif r == True:
    count = len(open('user.txt').readlines())
    if count == 0:
      print("初期設定を行います")
      print("目を閉じてください")
      setting()
      eye_int()
    elif count == 1:
      eye_int()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

import os

def insert():

r = os.path.exists('user.txt')

if r == False:

print("初期設定を行います")

print("目を閉じてください")

setting()

eye_int()

elif r == True:

count = len(open('user.txt').readlines())

if count == 0:

print("初期設定を行います")

print("目を閉じてください")

setting()

eye_int()

elif count == 1:

eye_int()

図10　setting ()関数の定義コード

import cv2
import math
def setting():
  f = open('user.txt', 'w')
  count = 0
  eye_sum=0
  while True:
    ret,rgb = cap.read()
    eye = face_landmark_find(rgb)
    if ret == True:
      if eye != 10:
        count +=1
        eye_sum += eye
    if(count > 50):
      x=eye_sum/50+0.01
      break
  cap.release()
  cv2.destroyAllWindows()
  x = math.floor(x*100)/100
  f.write(str(x)+'\n')
  f.close()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

import cv2

import math

def setting():

f = open('user.txt', 'w')

count = 0

eye_sum=0

while True:

ret,rgb = cap.read()

eye = face_landmark_find(rgb)

if ret == True:

if eye != 10:

count +=1

eye_sum += eye

if(count > 50):

x=eye_sum/50+0.01

break

cap.release()

cv2.destroyAllWindows()

x = math.floor(x*100)/100

f.write(str(x)+'\n')

f.close()

図11　eye_int()関数の定義コード

def eye_int():
  f = open('user.txt','r+')
  lins = f.readlines()
  print('推奨する設定値は'+lins[0]+'です')
  tmp = input('設定値を入力してください:')
  f.write(tmp)

1

2

3

4

5

6

def eye_int():

f = open('user.txt','r+')

lins = f.readlines()

print('推奨する設定値は'+lins[0]+'です')

tmp = input('設定値を入力してください:')

f.write(tmp)

Vol.82 補足情報

投稿日：2023.01.19　｜　カテゴリー：　コード

Pythonあれこれ

　記事中で使用するデータファイルは以下のWebページから入手できます。

https://github.com/shellscript-magazine/python_this_and_that/releases/tag/ver2.0

情報は随時更新致します。

Vol.81 補足情報

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

執筆・編集後記

p.103の執筆・編集後記のページが広告になっていました。以下が掲載する予定だった執筆・編集後記です。Kindle版やPDF版は差し替えています。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.81 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

004　レポート　Windows 11が動くVirtualBox
005　レポート　Webブラウザ動作のPostgreSQL
006　製品レビュー　玩具「coemo（コエモ）」
007　NEWS FLASH
008　特集1　本格的なホームサーバーを構築/麻生二郎　コード掲載
018　特集2　Google AppSheet入門/伊藤勇斗、石野耀久、江口隆司
038　特集3　さくらのクラウド/前佛雅人
050　特別企画　MySQL HeatWave Database Serviceの新機能/生駒眞知子
057　Hello Nogyo!
058　Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
062　Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
066　法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
068　中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
074　メタバース/桑原滝弥、イケヤシロウ
076　タイ語から分かる現地生活/つじみき
080　香川大学SLPからお届け！/永田歩　コード掲載
086　AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
094　ユニケージ通信/田渕智也、高橋未来哉
098　Bash入門/大津真
104　Techパズル/gori.sh
105　コラム「ユニケージの学術論文が出ました」/シェル魔人

特集1　本格的なホームサーバーを構築（Vol.81記載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：麻生二郎

小型コンピュータボードの最上位モデルである「Raspberry Pi 4 Model B」の4G/8Gバイト版と、人気のLinuxディストリビューション「Ubuntu」のサーバー版を組み合わせて、本格的なサーバーを構築しましょう。本特集では、サーバーの可用性や信頼性を向上する方法を紹介します。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図A3　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init1.sh）

#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定
sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新
sudo apt update
sudo apt -y upgrade
sudo apt -y autoremove
sudo apt clean

##ファームウエアアップデート
sudo apt -y install rpi-eeprom
sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動
read -p "再起動しますか [y/N]:" YN
if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then
  sudo reboot
fi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

#!/bin/sh

##日本のタイムゾーン設定

sudo timedatectl set-timezone Asia/Tokyo

##全ソフトウエア更新

sudo apt update

sudo apt -y upgrade

sudo apt -y autoremove

sudo apt clean

##ファームウエアアップデート

sudo apt -y install rpi-eeprom

sudo rpi-eeprom-update

##完了後の再起動

read -p "再起動しますか [y/N]:" YN

if [ " $YN" = " y" ] || [ " $YN" = " Y" ]; then

sudo reboot

fi

図A4　ラズパイサーバーの初期設定（ubuntu_init2.sh）

#!/bin/sh

##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス
IP_ADDRESS="192.168.10.100"
ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ
mkdir -p ~/old_settings
sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成
cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null
network:
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: false
      addresses: [ip_address/24]
      gateway4: router_ip
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8]
  version: 2
EOF
sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映
sudo netplan apply

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

#!/bin/sh

##固定IPアドレスとルーターのIPアドレス

IP_ADDRESS="192.168.10.100"

ROUTER_IP="192.168.10.1"

##旧設定バックアップ

mkdir -p ~/old_settings

sudo mv /etc/netplan/50-cloud-init.yaml ~/old_settings/.

##新ネットワーク設定作成

cat << EOF | sudo tee /etc/netplan/50-cloud-init.yaml > /dev/null

network:

ethernets:

eth0:

dhcp4: false

addresses: [ip_address/24]

gateway4: router_ip

nameservers:

addresses: [8.8.8.8]

version: 2

EOF

sudo sed -i -e "s%ip_address%$IP_ADDRESS%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

sudo sed -i -e "s%router_ip%$ROUTER_ip%" /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

##ネットワーク設定反映

sudo netplan apply

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。第14回は、高品質なアナログ音声を出力する拡張基板を扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図7　MP3形式の音楽ファイルを再生するPythonプログラム（player.py）

import time
from pydub import AudioSegment
from pydub.playback import _play_with_simpleaudio

audio = AudioSegment.from_file("sample.mp3", "mp3")
play = _play_with_simpleaudio(audio)

try:
    while True:
        time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    pass

play.stop()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

import time

from pydub import AudioSegment

from pydub.playback import _play_with_simpleaudio

audio = AudioSegment.from_file("sample.mp3", "mp3")

play = _play_with_simpleaudio(audio)

try:

while True:

time.sleep(1)

except KeyboardInterrupt:

pass

play.stop()

Pythonあれこれ（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　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11回では、永続的な非同期通信を簡単に実現できる「WebSocket」というプロトコルを利用するシンプルなチャットアプリの作成に挑戦しま
す。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図1　エコーサーバーを実現するコード

import asyncio
import websockets

async def echo(soc):
  async for msg in soc:
    print(f'RECV: {msg}')
    await soc.send(msg)

async def main():
  async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):
    await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

import asyncio

import websockets

async def echo(soc):

async for msg in soc:

print(f'RECV: {msg}')

await soc.send(msg)

async def main():

async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):

await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

図2　エコーサーバーに接続するクライアントのコード

import asyncio
import websockets

async def client():
  uri = "ws://localhost:8765/"
  async with websockets.connect(uri, ping_timeout=None) as soc:
    while True:
      msg = input('> ')
      await soc.send(msg)
      msg = await soc.recv()
      print(f'< {msg}')

asyncio.run(client())

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

import asyncio

import websockets

async def client():

uri = "ws://localhost:8765/"

async with websockets.connect(uri, ping_timeout=None) as soc:

while True:

msg = input('> ')

await soc.send(msg)

msg = await soc.recv()

print(f'< {msg}')

asyncio.run(client())

図4　チャットサーバーのコード

import asyncio
import websockets

clients = {}

async def echo(soc):
  async for msg in soc:
    if not (soc in clients):
      clients[soc] = msg
      print(f'{msg} is registered')
      for s in clients:
        await s.send(f'{clients[soc]} が参加しました')
    else:
      print(f'RECV: {msg}')
      for s in clients:
        await s.send(f'{clients[soc]}: {msg}')

async def main():
  async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):
    await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

import asyncio

import websockets

clients = {}

async def echo(soc):

async for msg in soc:

if not (soc in clients):

clients[soc] = msg

print(f'{msg} is registered')

for s in clients:

await s.send(f'{clients[soc]} が参加しました')

else:

print(f'RECV: {msg}')

for s in clients:

await s.send(f'{clients[soc]}: {msg}')

async def main():

async with websockets.serve(echo, port=8765, ping_timeout=None):

await asyncio.Future()

asyncio.run(main())

図5　チャットクライアントのHTMLコード

<!doctype html>
<html lang="ja">
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>A Simple BBS</title>
  <meta name="description" content="WebSockets TEST">
  <meta name="author" content="Jun IIO">
  <script src="jquery-3.6.1.min.js"></script>
  <script src="scripts.js"></script>
</head>
<body>
  <h1>シンプル・チャット・システム</h1>
  <div>
    名前:
    <input id="regname" type="text">
    <button id="register">登録</button>
  </div>
  <div>
    <textarea id="msgarea" cols=80 rows=10
              readonly disabled="disabled"></textarea>
  </div>
  <div>
    <input id="chatmsg" type="text" size=80 disabled="disabled">
    <button id="send" disabled="disabled">送信</button>
  </div>
</body>
</html>

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

<!doctype html>

<head>

<title>A Simple BBS</title>

</head>

<body>

<div>

名前:

</div>

<div>

<textarea id="msgarea" cols=80 rows=10

readonly disabled="disabled"></textarea>

</div>

<div>

</div>

</body>

</html>

図6　チャットクライアントのJavaScriptコード

$(function(){
  let socket = new WebSocket("ws://localhost:8765/");

  $("#register").on("click", function(event) {
    name = $("#regname").val();
    if (name != "") {
      socket.send(name);
      $("#register").prop("disabled", true);
      $("#regname").prop("disabled", true);
      $("#msgarea").prop("disabled", false);
      $("#chatmsg").prop("disabled", false);
      $("#send").prop("disabled", false);
    };
  });

  socket.onmessage = function(event) {
    text = $("#msgarea").val();
    $("#msgarea").val(text + event.data + "\n");
  };

  $("#send").on("click", function(event) {
    msg = $("#chatmsg").val();
    if (msg != "") {
      socket.send(msg);
      $("#chatmsg").val("");
    };
  });
});

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

$(function(){

let socket = new WebSocket("ws://localhost:8765/");

$("#register").on("click", function(event) {

name = $("#regname").val();

if (name != "") {

socket.send(name);

$("#register").prop("disabled", true);

$("#regname").prop("disabled", true);

$("#msgarea").prop("disabled", false);

$("#chatmsg").prop("disabled", false);

$("#send").prop("disabled", false);

};

});

socket.onmessage = function(event) {

text = $("#msgarea").val();

$("#msgarea").val(text + event.data + "\n");

};

$("#send").on("click", function(event) {

msg = $("#chatmsg").val();

if (msg != "") {

socket.send(msg);

$("#chatmsg").val("");

};

});

香川大学SLPからお届け！（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：永田歩

今回は、米Google社が提供するメディアデータ向けの機械学習ライブラリ「MediaPiPe」を用いて、動画内にある人の顔を検出し、そのデータを基に3D CGアニメーションを生成するプログラムを紹介します。AIを3D CGに利用する試みの一つとして参考にしてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図1　動画をフレームに分割するプログラム「video2img.py」のコード

import cv2 as cv
import os

video_path = './video/test_video.mp4'
dir_path = './image'
basename = 'img_frame'
ext = 'jpg'
# 動画を読み込んで存在しなければ終了
cap = cv.VideoCapture(video_path)
if not cap.isOpened():
  exit()
os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)
base_path = os.path.join(dir_path, basename)
# 画像保存名のためにフレームの桁数をカウント
digit = len(str(int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_COUNT))))
n = 0
while True:
  ret, frame = cap.read()
  if ret:
    # 画像の保存
    cv.imwrite('{}_{}.{}'.format(base_path, str(n).zfill(digit), ext), frame)
    n += 1
  else:
    exit()

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

import cv2 as cv

import os

video_path = './video/test_video.mp4'

dir_path = './image'

basename = 'img_frame'

ext = 'jpg'

# 動画を読み込んで存在しなければ終了

cap = cv.VideoCapture(video_path)

if not cap.isOpened():

exit()

os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)

base_path = os.path.join(dir_path, basename)

# 画像保存名のためにフレームの桁数をカウント

digit = len(str(int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_COUNT))))

n = 0

while True:

ret, frame = cap.read()

if ret:

# 画像の保存

cv.imwrite('{}_{}.{}'.format(base_path, str(n).zfill(digit), ext), frame)

n += 1

else:

exit()

図2　顔のランドマーク座標を出力するコード「images2npy.py」のメイン部分

import cv2 as cv
import mediapipe as mp
import os
import glob
import numpy as np

# 使用する画像のパス名を取得してリスト化
resource_dir = r'./image'
file_list = glob.glob(os.path.join(resource_dir, "*.jpg"))
xyzval = []
for file_path in file_list:
  # 画像を読み込む
  image = cv.imread(file_path)
  xyzval.append(get_landmark(image, file_path))
# 3次元numpy配列のバイナリファイルとして保存
np.save('result/np_save', xyzval)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

import cv2 as cv

import mediapipe as mp

import os

import glob

import numpy as np

# 使用する画像のパス名を取得してリスト化

resource_dir = r'./image'

file_list = glob.glob(os.path.join(resource_dir, "*.jpg"))

xyzval = []

for file_path in file_list:

# 画像を読み込む

image = cv.imread(file_path)

xyzval.append(get_landmark(image, file_path))

# 3次元numpy配列のバイナリファイルとして保存

np.save('result/np_save', xyzval)

図3　get_landmark()関数の定義コード

def get_landmark(image, file_path):
  # 顔のランドマークを取得する準備
  mp_face_mesh = mp.solutions.face_mesh
  face_mesh = mp_face_mesh.FaceMesh(
    static_image_mode=True,
    max_num_faces=1,
    min_detection_confidence=0.5)
  rgb_image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2RGB)
  # ランドマーク検出
  results = face_mesh.process(rgb_image)
  # 顔が検出されなければ終了
  if not results.multi_face_landmarks:
    exit()
  face_landmarks = results.multi_face_landmarks[0]
  file_path = os.path.splitext(file_path)[0]
  file_name = file_path.split('/')[-1]
  # 保存先のフォルダ作成
  result_txt_dir = 'result/txt'
  os.makedirs(result_txt_dir, exist_ok=True)
  txtfile_path = result_txt_dir+'/'+file_name+'.txt'
  # テキストファイルにRawデータを書き込む
  f = open(txtfile_path, 'w')
  f.write(str(face_landmarks))
  f.close()
  make_landmarkimg(image, face_landmarks,
                   file_name, mp_face_mesh)
  face_mesh.close()
  return get_original_scalexyz(image, txtfile_path)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

def get_landmark(image, file_path):

# 顔のランドマークを取得する準備

mp_face_mesh = mp.solutions.face_mesh

face_mesh = mp_face_mesh.FaceMesh(

static_image_mode=True,

max_num_faces=1,

min_detection_confidence=0.5)

rgb_image = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_BGR2RGB)

# ランドマーク検出

results = face_mesh.process(rgb_image)

# 顔が検出されなければ終了

if not results.multi_face_landmarks:

exit()

face_landmarks = results.multi_face_landmarks[0]

file_path = os.path.splitext(file_path)[0]

file_name = file_path.split('/')[-1]

# 保存先のフォルダ作成

result_txt_dir = 'result/txt'

os.makedirs(result_txt_dir, exist_ok=True)

txtfile_path = result_txt_dir+'/'+file_name+'.txt'

# テキストファイルにRawデータを書き込む

f = open(txtfile_path, 'w')

f.write(str(face_landmarks))

f.close()

make_landmarkimg(image, face_landmarks,

file_name, mp_face_mesh)

face_mesh.close()

return get_original_scalexyz(image, txtfile_path)

図5　get_original_scalexyz()関数の定義コード

def get_original_scalexyz(image, txtfile_path):
  height, width = image.shape[:2]
  vers = []
  i = 0
  with open(txtfile_path) as ft:
    lines = ft.read()
    for l in lines.split("\n"):
      if i%5 == 0 or i%5 == 4:
        i += 1
        continue
      elif i%5 == 1:
        tmp = l.split()  
        x = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'
      elif i%5 == 2:
        tmp = l.split()
        y = f'{float(tmp[1]) *height:.5f}'
      else:
        tmp = l.split()
        z = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'
        vers.append([float(x), float(y), float(z)])
      i += 1
  return vers

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

def get_original_scalexyz(image, txtfile_path):

height, width = image.shape[:2]

vers = []

i = 0

with open(txtfile_path) as ft:

lines = ft.read()

for l in lines.split("\n"):

if i%5 == 0 or i%5 == 4:

i += 1

continue

elif i%5 == 1:

tmp = l.split()

x = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'

elif i%5 == 2:

tmp = l.split()

y = f'{float(tmp[1]) *height:.5f}'

else:

tmp = l.split()

z = f'{float(tmp[1]) *width:.5f}'

vers.append([float(x), float(y), float(z)])

i += 1

return vers

図6　make_landmarkimg()関数の定義コード

def make_landmarkimg(image, face_landmarks, file_name, mp_face_mesh):
  result_image_dir = 'result/image'
  os.makedirs(result_image_dir, exist_ok=True)
  # 顔のランドマークを画像上に出力する準備
  mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils
  drawing_spec = mp_drawing.DrawingSpec(thickness=1, circle_radius=1)
  # 元画像のコピーを作成
  annotated_image = image.copy()
  # 顔のランドマークを描画した画像を生成
  mp_drawing.draw_landmarks(
    image=annotated_image,
    landmark_list=face_landmarks,
    connections=mp_face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,
    landmark_drawing_spec=drawing_spec,
    connection_drawing_spec=drawing_spec)
  cv.imwrite(result_image_dir+'/'+file_name+'.png', annotated_image)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

def make_landmarkimg(image, face_landmarks, file_name, mp_face_mesh):

result_image_dir = 'result/image'

os.makedirs(result_image_dir, exist_ok=True)

# 顔のランドマークを画像上に出力する準備

mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils

drawing_spec = mp_drawing.DrawingSpec(thickness=1, circle_radius=1)

# 元画像のコピーを作成

annotated_image = image.copy()

# 顔のランドマークを描画した画像を生成

mp_drawing.draw_landmarks(

image=annotated_image,

landmark_list=face_landmarks,

connections=mp_face_mesh.FACEMESH_TESSELATION,

landmark_drawing_spec=drawing_spec,

connection_drawing_spec=drawing_spec)

cv.imwrite(result_image_dir+'/'+file_name+'.png', annotated_image)

図8　3D CGアニメーションを作成するコード「npy2blender.py」のメイン部分

import numpy as np
import bpy
filepath = r'3次元numpy配列のバイナリファイルのパス名'
# 例 → r'C:/Users/user1/python/shellmag/result/np_save.npy'
xyzval = np.load(filepath)
ver_count = len(xyzval[0])
frame_count = len(xyzval)
generate_ver(ver_count)
move_ver_anyframe(xyzval, frame_count)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

import numpy as np

import bpy

filepath = r'3次元numpy配列のバイナリファイルのパス名'

# 例 → r'C:/Users/user1/python/shellmag/result/np_save.npy'

xyzval = np.load(filepath)

ver_count = len(xyzval[0])

frame_count = len(xyzval)

generate_ver(ver_count)

move_ver_anyframe(xyzval, frame_count)

図9　generate_ver()関数の定義コード

def generate_ver(ver_count):
  # 点群オブジェクトの生成
  bpy.data.meshes.new(name='shellmag_Mesh')
  bpy.data.objects.new(name='shellmag_Obj',
                       object_data=bpy.data.meshes['shellmag_Mesh'])
  bpy.context.scene.collection.objects.link(bpy.data.objects['shellmag_Obj'])
  Obj = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data
  Obj.vertices.add(ver_count)    
  return

1

2

3

4

5

6

7

8

9

def generate_ver(ver_count):

# 点群オブジェクトの生成

bpy.data.meshes.new(name='shellmag_Mesh')

bpy.data.objects.new(name='shellmag_Obj',

object_data=bpy.data.meshes['shellmag_Mesh'])

bpy.context.scene.collection.objects.link(bpy.data.objects['shellmag_Obj'])

Obj = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data

Obj.vertices.add(ver_count)

return

図10　move_ver_anyframe()関数の定義コード

def move_ver_anyframe(xyzval, frame_count):
  ob = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data
  for frame_num in range(frame_count):
    i = 0
    # XYZ座標を各点ごとに定義してフレームとして保存
    for p in xyzval[frame_num]:
      X = p[0]
      Y = p[1]
      Z = p[2]
      ver = ob.vertices[i]
      ver.co.x = X
      ver.co.y = Y
      ver.co.z = Z
      i += 1
      ver.keyframe_insert('co',index = -1,frame = frame_num) 
  return

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

def move_ver_anyframe(xyzval, frame_count):

ob = bpy.data.objects['shellmag_Obj'].data

for frame_num in range(frame_count):

i = 0

# XYZ座標を各点ごとに定義してフレームとして保存

for p in xyzval[frame_num]:

X = p[0]

Y = p[1]

Z = p[2]

ver = ob.vertices[i]

ver.co.x = X

ver.co.y = Y

ver.co.z = Z

i += 1

ver.keyframe_insert('co',index = -1,frame = frame_num)

return

AWKでデジタル信号処理（Vol.81掲載）

投稿日：2022.11.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第3回は低周波成分を減らす「ハイパスフィルタ」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.81は以下のリンク先でご購入できます。

図7　ハイパスフィルタの移動平均プログラム（hpf.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_hpf = 2;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {
        arr_data_hpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_hpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply high pass filter
    arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \
            arr_data_raw, arr_data_hpf,
            idx_data_raw, idx_data_hpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_hpf);

    # print results
    print arr_data_hpf[idx_data_hpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# high pass filter
function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,       _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);
    _ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_hpf = 2;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {

arr_data_hpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_hpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply high pass filter

arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \

arr_data_raw, arr_data_hpf,

idx_data_raw, idx_data_hpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_hpf);

# print results

print arr_data_hpf[idx_data_hpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# high pass filter

function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);

_ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

図12　群遅延を補正したプログラム（hpf_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_hpf = val_gd + 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {
        arr_data_hpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_hpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply high pass filter
    arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \
            arr_data_raw, arr_data_hpf,
            idx_data_raw, idx_data_hpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_hpf);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_hpf[idx_data_hpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# high pass filter
function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,       _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);
    _ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 255;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_hpf = val_gd + 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_hpf; i++) {

arr_data_hpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_hpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_hpf = num_data_raw % len_data_hpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_hpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply high pass filter

arr_data_hpf[idx_data_hpf] = hpf( \

arr_data_raw, arr_data_hpf,

idx_data_raw, idx_data_hpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_hpf);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_hpf[idx_data_hpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# high pass filter

function hpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret += get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord - 1) / 2), len_x);

_ret -= get_buffer(arr_x, idx_x - int((ord + 1) / 2), len_x);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

特集1 Linux初心者テストにチャレンジ！（Vol.80記載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：長原宏治

Linuxエンジニアの認定試験としては「LPIC」が有名ですが、より幅広くLinux初学者を対象とする「Linux Essentials」という認定試験が2020年から開始されています。本特集では出題範囲に対する理解を確認できる例題を挙げながら、Linux Essentials試験の内容を紹介します。つまずきがちな部分について問う例題を盛り込みましたので、腕に覚えがある人もぜひチャレンジしてみてください。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

Part3　演習問題集の解答と解説

図1　問3-3-1の解答例

#!/bin/bash
codefile=data.csv
prefecture=$1
grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d , -f 3 | tail -n +2

1

2

3

4

#!/bin/bash

codefile=data.csv

prefecture=$1

grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d , -f 3 | tail -n +2

図2　問3-3-2の解答例

#!/bin/bash
codefile=data.csv
if [ $# -le 0 ]
then
  echo Usage: $0 PREFACTURE... >&2
  exit 1
fi
for prefecture in $*
do
  echo ${prefecture}:
  grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d, -f 3 | tail -n +2
done
exit 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

#!/bin/bash

codefile=data.csv

if [ $# -le 0 ]

then

echo Usage: $0 PREFACTURE... >&2

exit 1

fi

for prefecture in $*

do

echo ${prefecture}:

grep $prefecture $codefile | sort -t , -k 5 | cut -d, -f 3 | tail -n +2

done

exit 0

Raspberry Piを100%活用しよう（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：米田聡

小型コンピュータボード「Raspberry Pi」（ラズパイ）向けにさまざまな拡張ボードが発売されています。その拡張ボードとラズパイを組み合わせれば、ラズパイでいろいろなことが簡単に試せます。第13回は、照明用などの高輝度LEDの明るさを制御できる拡張基板を扱います。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図5　LEDの明るさを制御するプログラム（ADRSZSW.py）

import RPi.GPIO as GPIO
import smbus
import time

ADDR=0x56   # I2Cアドレス
SW=5        # スイッチのGPIO
bus = None  

value: int = 0x0    # 明るさの値

# スイッチのコールバック関数
def switch(ch):
        global value
        value += 0x05
        # デューティ比を書き込む
        bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, (value & 0xFF))
        # デューティー比を読み出す
        current = bus.read_byte_data(ADDR,0)
        print(current)

if __name__ == "__main__":
        bus = smbus.SMBus(1)
        bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, 0)

        # GPIOの設定
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(SW, GPIO.IN)
        GPIO.add_event_detect(SW, GPIO.FALLING, callback=switch, bouncetime=200)

        try:
                while True:
                        time.sleep(30)
        except KeyboardInterrupt:
                pass
        GPIO.remove_event_detect(SW)
        GPIO.cleanup(SW)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

import RPi.GPIO as GPIO

import smbus

import time

ADDR=0x56 # I2Cアドレス

SW=5 # スイッチのGPIO

bus = None

value: int = 0x0 # 明るさの値

# スイッチのコールバック関数

def switch(ch):

global value

value += 0x05

# デューティ比を書き込む

bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, (value & 0xFF))

# デューティー比を読み出す

current = bus.read_byte_data(ADDR,0)

print(current)

if __name__ == "__main__":

bus = smbus.SMBus(1)

bus.write_byte_data(ADDR, 0x01, 0)

# GPIOの設定

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(SW, GPIO.IN)

GPIO.add_event_detect(SW, GPIO.FALLING, callback=switch, bouncetime=200)

try:

while True:

time.sleep(30)

except KeyboardInterrupt:

pass

GPIO.remove_event_detect(SW)

GPIO.cleanup(SW)

Pythonあれこれ（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　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10回は、データを可視化する例として、プログラムの対話型実行環境「Jupyter Notebook」をローカル環境で動かして簡単な地理情報を表示させてみます。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図7　町丁目データを地図上に重ねて表示するためのコード

for _, r in df.iterrows():
    sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])
    geo_j = sim_geo.to_json()
    geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,
      style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey', 
        'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })
    folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)
    geo_j.add_to(m)
m

1

2

3

4

5

6

7

8

9

for _, r in df.iterrows():

sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])

geo_j = sim_geo.to_json()

geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,

style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey',

'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })

folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)

geo_j.add_to(m)

m

図10　駅の位置と乗降客数のデータをまとめるためのコード

df2 = pd.merge(df_stations.drop('Description', axis=1), \
                df_passengers, on='Name')
df2.head()

1

2

3

df2 = pd.merge(df_stations.drop('Description', axis=1), \

df_passengers, on='Name')

df2.head()

図12　駅の位置を地図に表示するためのコード（その1）

for _, row in df2.iterrows():
    folium.Marker(
        location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],
        popup=row['Name']
    ).add_to(m)
m

1

2

3

4

5

6

for _, row in df2.iterrows():

folium.Marker(

location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],

popup=row['Name']

).add_to(m)

m

図14　駅の位置を地図に表示するためのコード（その2）

m = folium.Map(location=[35.65, 139.34], \
       zoom_start=12, tiles=‘openstreetmap’)

for _, r in df.iterrows():
    sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])
    geo_j = sim_geo.to_json()
    geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,
      style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey', 
        'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })
    folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)
    geo_j.add_to(m)

for _, row in df2.iterrows():
    folium.CircleMarker(
        location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],
        radius=3,
        color='red',
        fill_color='red',
        weight=2
    ).add_to(m)
m

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

m = folium.Map(location=[35.65, 139.34], \

zoom_start=12, tiles=‘openstreetmap’)

for _, r in df.iterrows():

sim_geo = gpd.GeoSeries(r['geometry'])

geo_j = sim_geo.to_json()

geo_j = folium.GeoJson(data=geo_j,

style_function=lambda x: {'fillColor': 'grey', 'color': 'grey',

'weight': 0.5, 'fill_opacity': 0.3, 'line_opacity': 0.1 })

folium.Popup(r['Name']).add_to(geo_j)

geo_j.add_to(m)

for _, row in df2.iterrows():

folium.CircleMarker(

location=[row['geometry'].y, row['geometry'].x],

radius=3,

color='red',

fill_color='red',

weight=2

).add_to(m)

m

図16　「緯度」「経度」「乗降客数」のカラムを持つデータフレームを作成するためのコード

df3 = pd.DataFrame(data={'Lat': df2[‘geometry'].y,
                         'Lng': df2['geometry'].x, 
                         'Passengers': df2['Passengers']})
　
df3.head()

1

2

3

4

5

df3 = pd.DataFrame(data={'Lat': df2[‘geometry'].y,

'Lng': df2['geometry'].x,

'Passengers': df2['Passengers']})

df3.head()

香川大学SLPからお届け！（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：佐々木龍之介

今回は、数値解析アルゴリズムの一つである「ニュートン法」を紹介します。ニュートン法を利用すると、反復計算によって方程式の解を近似的に求められます。C言語を使ったサンプルプログラムを挙げながら、同手法について簡単に解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図3　「x² – 1 = 0」という方程式の解を求めるCプログラムの例

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 1;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

int main() {
    double x1 = 2.5, x2;
    while(1) {
        x2 = x1 - f(x1)/df(x1);
        if(fabs(f(x2)) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
    }
    printf("%f\n", x2);
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 1;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

int main() {

double x1 = 2.5, x2;

while(1) {

x2 = x1 - f(x1)/df(x1);

if(fabs(f(x2)) < e) {

break;

}

x1 = x2;

}

printf("%f\n", x2);

}

図4　「x² – 1 = 0」という方程式の解を求めるCプログラムの改良版

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 1;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

int main() {
    double x1 = 2.5, x2;
    while(1) {
        x2 = x1 - f(x1)/df(x1);
        if(fabs(x2 - x1) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
    }
    printf("%f\n", x2);
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 1;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

int main() {

double x1 = 2.5, x2;

while(1) {

x2 = x1 - f(x1)/df(x1);

if(fabs(x2 - x1) < e) {

break;

}

x1 = x2;

}

printf("%f\n", x2);

}

図5　√2の近似解を求めるCプログラムの例

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define e 0.000001

double f(double x) {
    return x*x - 2;
}

double df(double x) {
    return 2*x;
}

double g(double x) {
    return x - f(x) / df(x);
}

int main() {
    double x1 = 2.0, x2;
    while(1){
        x2 = g(x1);
        if(fabs(x2 - x1) < e) {
            break;
        }
        x1 = x2;
        printf("%f\n", x2);
    }

    printf("√2= %f\n", x2);
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#define e 0.000001

double f(double x) {

return x*x - 2;

}

double df(double x) {

return 2*x;

}

double g(double x) {

return x - f(x) / df(x);

}

int main() {

double x1 = 2.0, x2;

while(1){

x2 = g(x1);

if(fabs(x2 - x1) < e) {

break;

}

x1 = x2;

printf("%f\n", x2);

}

printf("√2= %f\n", x2);

}

AWKでデジタル信号処理（Vol.80掲載）

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

著者：斉藤博文

プログラミング言語「AWK」は、データストリーム（データの流れ）を逐次処理するのに適しています。本連載では、電子回路の分野でその特徴を生かし、シェルスクリプトを組み合わせてデジタル信号を処理します。第2回は、高周波ノイズを除去する「ローパスフィルタ」について解説します。

シェルスクリプトマガジン Vol.80は以下のリンク先でご購入できます。

図6　移動平均のプログラム（lpf.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_lpf = 2;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {
        arr_data_lpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_lpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply low pass filter
    arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \
            arr_data_raw, arr_data_lpf,
            idx_data_raw, idx_data_lpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_lpf);

    # print results
    print arr_data_lpf[idx_data_lpf];
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_lpf = 2;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {

arr_data_lpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_lpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply low pass filter

arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \

arr_data_raw, arr_data_lpf,

idx_data_raw, idx_data_lpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_lpf);

# print results

print arr_data_lpf[idx_data_lpf];

}

図10　ずれ補正を加えた移動平均のプログラム（lpf_gd.awk）

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {
    # define number of order
    num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

    # define group delay
    val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

    # define length of ring buffers
    len_data_raw = num_ord + 1;
    len_data_lpf = val_gd + 1;

    # initialize ring buffers
    for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {
        arr_data_raw[i] = 0.0;
    }
    for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {
        arr_data_lpf[i] = 0.0;
    }

    # initialize index of ring buffers
    idx_data_raw = 0;
    idx_data_lpf = 0;

    # initialize number of data
    num_data_raw = 0;
}

{
    # add number of data
    num_data_raw++;

    # update index of ring buffers (write pointers)
    idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;
    idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

    # clear number of data
    if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {
        num_data_raw = 0;
    }

    # store input raw data
    val_data_raw = $0;
    arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

    # apply low pass filter
    arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \
            arr_data_raw, arr_data_lpf,
            idx_data_raw, idx_data_lpf,
            num_ord,
            len_data_raw, len_data_lpf);

    # print results
    print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_lpf[idx_data_lpf];
}

# get value of ring buffer
function get_buffer(arr, idx, len) {
    if (idx < 0) {
        return arr[idx + len];
    }

    return arr[idx];
}

# low pass filter
function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y,   _ret, _gain) {
    _ret = 0.0;
    _gain = 1.0 / ord;

    _ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);
    _ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);
    _ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

    return _ret;
}

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

#! /usr/bin/gawk -f

BEGIN {

# define number of order

num_ord = num_ord ? num_ord : 7;

# define group delay

val_gd = int((num_ord - 1) / 2);

# define length of ring buffers

len_data_raw = num_ord + 1;

len_data_lpf = val_gd + 1;

# initialize ring buffers

for (i = 0; i < len_data_raw; i++) {

arr_data_raw[i] = 0.0;

}

for (i = 0; i < len_data_lpf; i++) {

arr_data_lpf[i] = 0.0;

}

# initialize index of ring buffers

idx_data_raw = 0;

idx_data_lpf = 0;

# initialize number of data

num_data_raw = 0;

}

{

# add number of data

num_data_raw++;

# update index of ring buffers (write pointers)

idx_data_raw = num_data_raw % len_data_raw;

idx_data_lpf = num_data_raw % len_data_lpf;

# clear number of data

if (idx_data_raw == 0 && idx_data_lpf == 0) {

num_data_raw = 0;

}

# store input raw data

val_data_raw = $0;

arr_data_raw[idx_data_raw] = val_data_raw;

# apply low pass filter

arr_data_lpf[idx_data_lpf] = lpf( \

arr_data_raw, arr_data_lpf,

idx_data_raw, idx_data_lpf,

num_ord,

len_data_raw, len_data_lpf);

# print results

print get_buffer(arr_data_raw, idx_data_raw - val_gd, len_data_raw), arr_data_lpf[idx_data_lpf];

}

# get value of ring buffer

function get_buffer(arr, idx, len) {

if (idx < 0) {

return arr[idx + len];

}

return arr[idx];

}

# low pass filter

function lpf(arr_x, arr_y, idx_x, idx_y, ord, len_x, len_y, _ret, _gain) {

_ret = 0.0;

_gain = 1.0 / ord;

_ret += get_buffer(arr_y, idx_y - 1, len_y);

_ret += _gain * get_buffer(arr_x, idx_x, len_x);

_ret -= _gain * get_buffer(arr_x, idx_x - ord, len_x);

return _ret;

}

シェルスクリプトマガジンvol.80 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.09.25　｜　カテゴリー：　コード

004 レポート　6GHz帯の無線LAN国内解禁
005 レポート　Zen 4採用のRyzenプロセッサ出荷
006 製品レビュー　パソコン「LAVIE GX（GX750/EAB）」
007 NEWS FLASH
008 特集1　Red Hat Enterprise Linux 9/森若和雄
022 特集2　Linux初心者テストにチャレンジ！/長原宏治　コード掲載
042 緊急特集　チャットサービスを立ち上げよう/麻生二郎
058 Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
062 Pythonあれこれ/飯尾淳　コード掲載
068 NFT/桑原滝弥、イケヤシロウ
070 中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
075 Hello Nogyo!
076 法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078 香川大学SLPからお届け！/佐々木龍之介　コード掲載
082 タイ語から分かる現地生活/つじみき
088 AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
096 Bash入門/大津真
104 Techパズル/gori.sh
105 コラム「ユニケージ黎明（れいめい）期」/シェル魔人

Vol.80 補足情報

投稿日：2022.09.14　｜　カテゴリー：　コード

Pythonあれこれ

　記事中で使用するデータファイルは以下のWebページから入手できます。

https://github.com/shellscript-magazine/python_this_and_that/releases/tag/ver1.0

情報は随時更新致します。

Vol.79 補足情報

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

特集3　ユニケージ開発のシステム

　p.30の中央右段に「163mm」の不要な文字が入り込み、本文と重なってしまいました。お詫びして訂正いたします。

特別企画　本格的なホームサーバーを構築　インターネット公開編

　p.46の左段にある「$ wget -O /home/pi/DDNSNow_update.log “https://f5.si/update.php?domain=ユーザー名&password=パスワード”」の「pi」は「Ubuntu Serverのユーザー名」の誤り、右段にある「0-59 * * * * wget -O DDNSNow_update.log “https://f5.si/update.php?domain=ユーザー名&password=パスワード”」の「 -O DDNSNow_update.log」は「 -O /home/Ubuntu Serverのユーザー名/DDNSNow_update.log」の誤りです。お詫びして訂正いたします。

IPアドレスの調べ方

　ルーターのDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）のリース情報から、Raspberry Piに割り当てられたIPアドレスを、次のように調べます。
　パソコンのWebブラウザを開いて、ルーターの管理画面にログインします。ログイン方法は、ルーターのマニュアルや、インターネットの情報で調べてください。
　管理画面が開いたら、DHCPのリース情報を表示します。こちらもルーターの機種によって操作方法や名称が異なりますが、一般的な家庭用ルーターには必ずあります。例にしたルーターでは、「詳細設定」から「LAN」「DHCPリース」でネットワーク機器に割り当てられているIPアドレスを表示できます（図1）。

　リース情報を表示した状態で、Raspberry Piを起動するとRaspberry Piに割り当てられたIPアドレスの情報が追加されます（図2の赤枠）。IPアドレスを使ってリモートからアクセスできます。

　ちなみに、このリース情報画面でRaspberry PiのMACアドレスと、割り当てたいIPアドレスを設定すれば、Raspberry Pi側のネットワーク設定を変更せずとも常に同じIPアドレス、固定IPアドレスを設定できます。

The Poetry and Art Collection

　p.64の右上に前号で掲載した詩の一部（複雑のひと単純のこころ唯一のひかり無限のやみ）が入ってしまいした。お詫びして訂正いたします。

情報は随時更新致します。

シェルスクリプトマガジンvol.79 Web掲載記事まとめ

投稿日：2022.07.25　｜　カテゴリー：　コード

004 レポート　テキストエディタ「Vim 9.0」リリース　コード掲載
005 レポート　「Raspberry Pi Zero 2 W」国内版発売　コード掲載
006 製品レビュー　イヤホン「LinkBuds」
007 NEWS FLASH
008 特集1　仮想化ソフト「VirtualBox」徹底活用/麻生二郎
020 特集2　FlutterでGUIアプリを開発しよう/三好文二郎　コード掲載
030 特集3　ユニケージ開発のシステム/松浦智之　コード掲載
042 特別企画　本格的なホームサーバーを構築インターネット公開編/麻生二郎　コード掲載
051 Hello Nogyo!
052 Raspberry Piを100%活用しよう/米田聡　コード掲載
056 Pythonあれこれ/飯尾淳
064 マルウエア/桑原滝弥、イケヤシロウ
066 中小企業手作りIT化奮戦記/菅雄一
070 タイ語から分かる現地生活/つじみき
076 法林浩之のFIGHTING TALKS/法林浩之
078 香川大学SLPからお届け！/岩本和真　コード掲載　
084 AWKでデジタル信号処理/斉藤博文　コード掲載
090 Bash入門/大津真
098 Techパズル/gori.sh
099 コラム「こうしてユニケージは生まれた」/シェル魔人

HugとGitのインストール

Hugo本体のインストール

Gitのインストール

Gitのセットアップ

Webサイトの構築

特集1 Streamlitで作るデータ分析Webアプリ

連載 香川大学SLPからお届け！

連載 香川大学SLPからお届け！

特集2 ChatGPTで手軽に実現

特別企画 AlmaLinux 9のインストール

特集2 自宅Linuxサーバー構築

Part3 サーバーソフトを導入する

特集1 ゆっくりMovieMaker4で映像制作 準備編

特集2 ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

製品レビュー コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

特別企画 Raspberry Piを100%活用しよう 拡大版

Pythonあれこれ

執筆・編集後記

Part3 演習問題集の解答と解説

Pythonあれこれ

特集3 ユニケージ開発のシステム

特別企画 本格的なホームサーバーを構築 インターネット公開編

IPアドレスの調べ方

The Poetry and Art Collection

特集1　Streamlitで作るデータ分析Webアプリ

連載　香川大学SLPからお届け！

連載　香川大学SLPからお届け！

特集2　ChatGPTで手軽に実現

特別企画　AlmaLinux 9のインストール

特集2　自宅Linuxサーバー構築

Part3　サーバーソフトを導入する

特集1　ゆっくりMovieMaker4で映像制作　準備編

特集2　ZabbixのAWS監視機能を使ってみよう

製品レビュー　コーヒー豆焙煎機 MR-F60A

特別企画　Raspberry Piを100%活用しよう拡大版

Part3　演習問題集の解答と解説

特集3　ユニケージ開発のシステム

特別企画　本格的なホームサーバーを構築　インターネット公開編