h11gairon

UNIX (Linux)実習前のBASICプログラミング自習資料

ＢＡＳＩＣ言語入門

大学院分子機能薬学専攻
情報処理教育用

創薬基盤分子設計学講座
（旧薬品製造工学研究室）

はじめに
　平成１３年度に開設された大学院薬学研究科分子機能薬学専攻では，薬物分子から生体高分子にいたる分子情報を取り扱う基礎技術として，３ヶ月間の情報処理実習が課せられている．平成１３年１０月から実施中の第一回実習においては，UNIX (Linux)のOS上で各種言語によるデータ処理や簡単なプログラミング演習を実施したが，院生（他大学出身者，社会人入学を含む）の情報処理知識にかなりの差があり，足並みを揃えた実習が不可能であった．この問題を解決するために，これまで学部の情報教育で行ってきたBASICによるプログラミング実習を各自自習できるように計画した．本資料を利用して，学部教育で不足した知識を補う努力をしてほしい．
　具体的には，BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code) 言語として「（仮称）十進BASIC」を利用する．本BASICは，Windows95/98/Me/NT4.0/2000/XPのOSを搭載したWindowsマシン用に開発され，インターネット経由でダウンロードできるフリーウエア（無料公開）である．しかも一行づつ機械語に翻訳して実行するインタプリタ方式であるためプログラム全体が完成しなくても部分的に実行させることができること，さらに，別途グラフィック用ソフトウエアを購入することなく画像処理ができることから，初心者向きであり，試行錯誤しながらプログラムを完成させることができる．

大切なこと
　プログラミングの能力は年齢に反比例する．国の「第五世代コンピュータプロジェクト」では３５才が定年と言われている．実習の過程で，プログラミング経験の無い先輩，年寄りの影響を受けないこと（既成品を使うことに満足している）．プログラミングの「独特の思考パターン」は君たちの年齢でしか対応できない．数学などと同じで，生きていくために必須なものではないが，柔軟に対応できる能力を持った年齢で対応しておくことの大切さを認識してほしい．

インタプリタとコンパイラについて

　インタプリタ方式は，実行命令を受けた時点で，プログラムの流れにそって，１行ずつコンピュータが理解できる機械語に翻訳しながら，実行していく方式である．
コンパイラ方式は，プログラムの全部をコンパイラで機械語に翻訳し，実行形式ファイルとして保存しておき，データを与えて実行する方式である．

　BASIC言語は，インタプリタ方式が多いが，コンパイラ（商用，高価）も開発されている．一方，FORTRAN, Cなどの高速処理を必要とする言語はコンパイラ方式である．インタプリタ方式はプ翻訳作業が重複する分，速度が遅いという欠点があるが，不完全なプログラムでも途中まで実行できるため，初心者向きである．最近のコンピュータの高速化，メモリーの大容量化は，一昔前までは大型計算機上でしか実行できなかったコンパイラ言語をパソコン上でも実行できるようにしたのと同時に，BASIC言語のようなインタプリタ言語においても十分な実行速度を実現している．

プログラミング演習手順
１）フローチャートの作成
　　プログラムを作る前に必ず処理の流れ図（フローチャート）を作り，それにそってBASIC言語を当てはめプログラムを完成させる．
２）プログラム作成
　　（仮称）十進BASICは，一般的なBASIC言語とは異なる点があるので，ヘルプウインドウを開いて見ることのできるマニュアルを参照すること．
３）プログラムの実行
　　実行 (RUN) するとプログラム全体が一行づつチェックされる．文法上不都合な点があるとその旨対話形式で対応策が指示されるのでそれを参考にして修正する．

＜指導教官から一言＞コンピュータと流暢に対話するためには、予習、復習が必須であることは言うまでもない。予習、復習なしの実習はまったく意味がない。

（仮称）十進BASICについて
　文教大学の白石和夫氏により数学教育用に開発されたBASIC言語であり，Windows95/98/Me/NT4.0/2000/XPのOSを搭載したWindowsマシン上で実行可能である．熊本大学総合情報処理センターのプログラミング教育用にも採用されている．インターネット経由でダウンロードできるフリーウエアであるので，自分のパソコンにインストールして学習してほしい．
十進BASICホームページ

（仮称）十進BASICの実行画面

その他のBASIC言語
　N88-BASIC　NEC系
　　( http://www.vector.co.jp/soft/win95/prog/se055956.html )
　FBASIC　富士通系
　　( http://www.fps.fujitsu.com/products/fbasic/fbasic.html )
　Real BASIC
　　( ASCII REALbasic 日本語版ホームページ http://www.ascii.co.jp/realbasic/ )
　　( REAL Software, Inc. ホームページ http://www.realbasic.com/ )
　FutureBasic III
　　( STAZ Softwareホームページ http://www.stazsoftware.com/ )
　　( ModE Inc. ホームページ http://www.mode.co.jp/ )
　TNT Basic
　　( TNT Basic Online http://www.tntbasic.com/index.htm )
　BASIC/98
　　( http://www.dennougumi.co.jp/cat/win.html )
　Visual BASIC
　　( http://www.microsoft.com/japan/msdn/vbasic/ )
　Quick BASIC
　True Basic
　　( TRUE BASIC INC.のホームページ http://www.truebasic.com/index.html )
　VisualMacStandardBasic
　　( SQUIRREL SOFTWAREホームページ http://www.squirrelsw.com )
　METAL
　　( Galactic Dreams Software のホームページ http://www.iit.edu/~sarimar/GDS/ )
　Chipmunk BASIC for Macintosh
　　( Chipmunk Basic のホームページ http://www.nicholson.com/rhn/basic/ )
　Omikron Basic
　　( Omikron Basic のホームページ http://www.berkhan.com/main_e.htm )
　object-basic
　（ Red Planet Software http://www.redplanetsw.com/index.html )
　SC Basic
　（ The QBasic SourceのBASIC Compilers http://www.geocities.com/SiliconValley/Park/4504/basic_compilers.html )
　現在では，市販のプログラムを用いればかなりのことが解決できるが，高価である．そのような高価なプログラムに代わって，いろいろな問題解決に役立つBASIC言語によるプログラミングの世界を体験してほしい．
さらに高度なコンピュータ環境（UNIX, Linux OS）や高級プログラミング言語やパターン処理言語（FORTRAN, C, AWK, PERL）の習得は，学部の情報教育の範疇を越えるが，BASICで習得したことは，１００％役に立つことを明言しておきたい．BASICレベルを越える高度情報処理の実習は独立専攻大学院分子機能薬学専攻で行われている．

フローチャート（流れ図）について
フローチャートは「建築」に例えれば設計図にあたる．簡単なプログラムはフローチャートが無くても作れるが，ちょっと複雑になると予め「手順」を決めておかないと，何をやっているか判らなくなってしまう．初心者の頃からフローチャートを書くことを心掛けよう（毎年，無視される）．

１）流れ図の基本型

　

プログラムを作る際はフローチャートの上部から下部に向かって文法にしたがって書いていく．
理想的に書かれたフローチャートはBASIC以外の高級言語にも適用できる．
よく使われるJIS記号

紙への出力や磁気テープは，最近はほとんど使用されない．

まず身近な例で，それぞれの記号の意味を理解してほしい．

２）後半の部でも紹介する「大量データの処理プログラム（平均値を求める）」の流れ図である．

このフローチャートをもとに３種のコンピュータ言語でプログラムを書いてみた．
BASIC言語，FORTRAN言語，C言語の順である．今は理解できなくてもよい．
各言語がなんとなく似ていることを見てほしい．

BASIC言語では
10　READ A
20　　IF A<0 THEN 60
30　　S=S+A
40　　N=N+1
50　GO TO 10
60　H=S/N
70　PRINT N,H
75　DATA 60,70,65,85,43,91,56,81,75,61,35,54,90,80,-999

FORTRAN言語（科学技術計算に使われる言語）では
　　　N=0
　　　S=0.0
　　　READ(5,10) A
　 10 FORMAT(5F5.0)
　　　 IF(A.LT.0.0) THEN GO TO 60
　　　 S=S+A
　　　 N=N+1
　　　GO TO 10
　　　H=S/N
　　　WRITE(6,20) N,H
　 20 FORMAT(2F5.2)
　　　STOP
　　　END

DATAは別のファイルから読み込む 60 70 65 85 43 91 56 81 75 61 35 54 90 80 -999

C言語では
#include ＜stdio.h＞

int main(void)
{
int x[] = {60,70,65,85,43,91,56,81,75,61,35,54,90,80};
int n = sizeof x / sizeof x[0];
int i, total;
float average;
for (i= 0, total = 0; i＜n; ++i)
total += x[i];
average = (float)total / (float)n;
printf("Total=%d\n", total);
printf("Average=%6.2f\n", average );
return 0;
}

上記の例から，なんとなく分かる（？）ように，フローチャートができると，いろいろな言語に変換できる．ここで必要なのは手続きを順序たてて考えることである．
　かなりのベテランになると，フローチャートを頭の中でイメージしながら，いきなりキーボードから打ち込みプログラムを完成させることができるが，初心者には無理である．必ずフローチャートを作ってからプログラミングを行うよう心掛けること．

プログラム作成，入力時の注意事項
プログラムを書く際，以下に示す文字は誤りやすいので，注意が必要である．

　Ｃ　と　（（括弧）
　Ｄ　と　Ｐ，O（オー）, 0（ゼロ）
　I　（アイ）　と　１，ｌ（エル），/
　Ｚ　と　２
　U　と　Ｖ
　：　と　；

　空白にも注意する．日本語入力モードの「空白」の１文字は半角文字の２文字で表現されている．
　プログラム行の中に空白がある時，注意が必要である．詳細は後述する．

などである．紛らわしい場合は「かさ」や「ネクタイ」を使う．Ｄ，Ｚは縦線にネクタイを付ける．O，Ｖは上部にかさを付ける．Iは上下に横線を付ける．
中括弧，大括弧は使わない．(a-b/(c-d))のようにすべて小括弧で書く．

　BASIC言語の基本文法

　BASIC言語にもいろいろな種類があるが，グラフィック機能を除くと基本はほとんど同じである．まず，加減乗除プログラムを入力し，実行することを手始めにBASICインタプリタの仕組みを理解してほしい．

代入文と入出力文（加減乗除）

フローチャートとプログラムを比較してみよう．

10　A=2
20　B=3
30　C=A+B
40　PRINT C
50　END

　コンピュータ内部の数値の記憶場所のことを「変数」という（非常にあらっぽい表現であるが）．変数名には，ATOM，CORDなどの英綴りを用いる．英字は，大文字と小文字のいずれも使用できるが，大小の違いは無視される（文字変数については後述）．
　変数に数値を記憶させることを「代入」という．変数に新たな数値を代入すると，それ以前に記憶されていた数値は消され入れ替わる　．
　文頭の数字は「行番号」，イコールは右辺を左辺の変数に「代入」することを意味する．変数に数値を代入するのにLET文を用いる．例えば，上記のプログラムの最初の行で，A=2は２を変数Aに代入することを意味する．LET A=2の略である．B=3も同じように考える．
10　LET A=2
20　LET B=3
30　LET C=A+B

　C=A+Bは変数Aの値と変数Bの値を「足し算」した演算結果をCという変数名を用いて計算機に記憶させることを意味する．
　演算結果を表示させるにはPRINT文を用いる．ここでは、Cの値を表示させるために、PRINT Cを実行させている．
　出来上がったプログラムを実行するにはRUNと打ち込みリターンキーを押し下げる．十進BASICではメニューから「実行」を選ぶ．

ここで復習

　プログラムはキーボードから入力する．リターンキーを押すとメモリー (RAM)に記憶される．一連の処理プログラムを作成したら，補助記憶装置（磁気や光ディスク）に記録させる．そうすることによってコンピュータの電源を切ってもプログラムが消えることはない．
　プログラムの実行はRAM上のプログラム文やデータを順次，中央演算装置 (CPU)に移し，機械が理解できる言葉に変えられ，実行される．計算の途中経過や最終結果はRAMに記憶される．そのRAMに記憶されている値を画面に表示させるため，PRINTやWRITE文が用いられる．

演習　30行を下記のように書き換えるとそれぞれの演算ができる．実行せよ．
　引き算　30　C=A-B
　掛け算　30　C=A*B
　割り算　30　C=A/B

予約語について
以下の綴りは予約語（命令などのために使用される）のため，変数名や関数名として使えない．
NOT，ELSE，PRINT，REM，PI（π），RND，MAXNUM，TIME，DATE，EXTYPE，EXLINE，ZER，CON，IDN，TRANSFORM

PI=A+Bのように足し算の演算結果をPIという変数に入れることはできない．PIは3.141592をコンピュータに記憶させるために予約されている．

INPUT文
上記のプログラムは「足し算」する値をプログラムの中に書き込んで実行した例である．キーボードから任意の数値を入力する場合は INPUT 文を用いる．対話型あるいは会話型処理ができる．パソコンがA, Bの値を尋ねてくるのでそれぞれの値を入力する．

10　INPUT A
20　INPUT B
30　C=A+B
40　PRINT C
50　END

十進BASICを起動すると，
○BASICプログラムを書き込み編集，実行するメニュー画面
○INPUT文が実行されると入力を促す質問画面
○答えを表示する画面
が自動的に表示される．

下記の例は，半径を与えて面積を求めるプログラムである．
10 INPUT R
20 S=3.14*R^2
30 PRINT S
40 END
このフローチャートには入力を意味するキーボートの記号が使われている．

INPUT PROMPT文
質問内容（例えば英語の点数は？）を画面に表示させるには次のようにする．
10　INPUT PROMPT ”English”:A
演習　上記のプログラムをINPUT PROMPT文を用いた対話型に変え実行しなさい．
演習　標準体重算出プログラムを作成せよ．
太り過ぎは，高血圧症，糖尿病，高脂血症などの成人病の温床となっている．
標準体重は，一般に
（身長－100）×0.9
によって算出することができる．

最近では，BMI法が一般化しつつある．

BMIによる標準体重

BMIとは，Body Mass Indexのことで，体重÷身長÷身長で算出した体格指数である．
1980年代以降に肥満度の指標として国際的に用いられている．
日本肥満学会は，最も疾病の少ないＢＭＩ２２を基準としている．

したがって，標準体重の計算式は次のようにあらわされる．
　
身長（m）の2乗×22（女性は21をかける）．

例えば，身長1.75ｍの男性の場合は，
　1.75×1.75×22=67.4
で，67kgが標準体重となる．

そこで，

標準体重（ＢＭＩ）を計算するプログラムを作ってみよう．

　●ＢＭＩ＝体重（?）÷身長（ｍ）÷身長（ｍ）
　●標準体重（?）＝身長（ｍ）×身長（ｍ）×２２

プログラムは下記のように対話形式にすること．

伸長を入力してください？
体重を入力してください？
あなたのＢＭＩ値は２４です．
あなたの標準体重は６２です．

INPUT PROMPT文を使用すること．

READ文
データをDATA文で与えることもできる．下記のプログラムを実行すると，まず10行を実行し，Aを読み込む．その際，50行のDATA文で与えられた2が読み込まれる．20行では60行のDATA文の3が読み込まれる．
10　READ A
20　READ B
30　C=A+B
40　PRINT C
50　DATA 2
60　DATA 3
70　END

10行と20行を合体させて，READ A,Bでもよい．
演習　プログラムを入力し実行せよ．

組み込み関数
次に示す例は関数を用いて平方根を求めるプログラムである．括弧内に変数が入る．実行すると次々に値を要求してくる．10行と40行で「くり返し（ループ）」を構成している．

10　INPUT A
20　　B=SQR(A)
30　　PRINT B
40　GOTO 10
50　END
演習　プログラムを入力し実行せよ．また，２０行のSQRの代わりに以下の関数を用いて実行せよ．
ABS(X)　　絶対値
INT(X)　　整数値
LOG(X)　　自然対数
EXP(X)　　E^X. E=2.7182818...
SIN(X), COS(X), ATN(X)の三角関数のXはコンピュータではラジアンであるが，十進数のオプション（OPTION ANGLE DEGREES）も用意されている．初心者のうちは，ここに紹介した程度の知識で十分である．

＜参考資料＞数値と数値関数

数値は15桁の浮動小数点10進数
JISが定める数値組込み関数はすべて用意されている。詳細はオンラインヘルプを参照。

ABS(x) 絶対値

ACOS(x) 逆余弦

ANGLE(x,y) 偏角

ASIN(x) 逆正弦

ATN(x) 逆正接

CEIL(x) x以上の最小の整数

COS(x) 余弦

COSH(x) 双曲線余弦

COT(x) 余接

CSC(x) 余割（cosecant）

DATE 日付

DEG(x) ラジアンを度に変換

EPS(x) 直前直後の数との差

EXP(x) 指数関数

FP(x) 小数部分

INT(x) xを超えない最大の整数

IP(x) 整数部分

LOG(x) 自然対数

LOG10(x) 常用対数

LOG2(x) 2を底とする対数

MAX(x,y) 大きい方

MAXNUM 最大の有限数

MIN(x,y) 小さいほう

MOD(x,y) 剰余

PI 円周率π

RAD(x) 度をラジアンに変換

REMAINDER(x,y) 剰余

RND 乱数

ROUND(x,n) 小数点以下n桁に丸める

SEC(x) 正割(secant)

SGN(x) 符号(sign)

SIN(x) 正弦

SINH(x) 双曲線正弦

SQR(x) 平方根(SQuare Root)

TAN(x) 正接

TANH(x) 双曲線正接

TIME 時刻

TRUNCATE(x,n) 切り捨て

OPTION ANGLE DEGREES 三角関数の角の大きさの単位を度(°)にする。
OPTION ANGLE RADIANS 三角関数の角の大きさの単位をラジアンにする。
ANGLE DGREESを選択すると，COS(90),SIN(180)などは正確に0になる。
演習　三角関数プログラムを入力し，度(°)およびラジアンモードで実行せよ．

繰り返し処理
一般にFOR--NEXT文を用いる．実例で理解してほしい．
下記のプログラムは，1から10までの数値を合計するプログラムである．合計値はSに入る．"10　S=0"文はSの初期値である．
10　S=0
20　FOR K=1 TO 10　　→1から10まで変化．Kが10になったら50行へ飛ぶ．
30　　S=S+K　　→加算処理
40　NEXT K　　→20行に戻り次の Kへ
50　PRINT S
60　END

FOR K=10 TO 1 STEP -1 などの処理も可能，カウントダウンである．
FOR K=0 TO 10 STEP 0.05　なども指定できる，Kは0.05ずつ増えていく．

演習　上記プログラムを入力し，STEPの値を変えて実行せよ．

下記のプログラムはIの二乗値を表示させるプログラムである．
10　FOR I=1 TO 10　　 →1,2,3, ,10まで変化.Iが10になったら40行へ．
20　　PRINT I*I　　→Iの二乗値を表示
30　NEXT I　　→1０行に戻り、次の Iを実行
40　END

上記のプログラムでは，PRINT文の後にI*Iの演算式が記載されている．
下記のプログラムと同じである．

10　FOR I=1 TO 10
15　　A=I*I
20　　PRINT A
30　NEXT I
40　END

演習　上記プログラムを入力し，実行せよ．PRINT I*Iの代わりに，PRINT SQR(I)などの文を使って実行せよ．
for_next構文をおぼえる
○区分求積法
　積分値 ∫^a_b f(x)dxを計算する
　図で x=a から x=b まで N 等分して、その幅を v=(b-a)/n とすると、
　面積 s は、
　　s = f(a)v + f(a+h)v + … + f(a+(n-1)v)v
　で近似される。
　分割数 N を増やしていけば、より正確な積分値に近づく。

10 def fn(x)=x*x　　　→　説明！最初に”def 数式”で関数を定義する．
15 t=0
20 for i=0 to 1 step 0.01
30 l=fn(i)
35 t=0.01*l
40 s=s+t
50 next i
60 print s
70 end

このプログラムは、y=x²の0から1までの面積を求めるプログラムである。step 0.01は100等分することを意味している。
演習　上記プログラムを入力せよ．STEP値をいろいろ変えて（0.1,　0.05,　0.01など）実行し、数学の公式で求めた値と比較せよ．結果を電子メモに記録しておくこと．

○九九算のプログラム（二重ループ処理）
二重ループ処理と演算結果の表示法を学ぶ．下記のプログラムを打ち込み実行してから理屈を考えよう．

10　FOR I=1 TO 9
20　　FOR J=1 TO 9
30　　　K=I*J
40　　　　PRINT K
50　　NEXT J
60　NEXT I
70　END

10行と60行が外側でループを作り，20行と50行が内側でループを作っている．まず，I=1の時Jは1から9へ変化しながらI*Jを計算する．次の段階では，I=2になりJは1から9へ変化する．I, Jが9になるまで続く．
理解できない人は，まず10,20,40行を下記のように変えて実行し，i,j,kの変化を調べる．
10　FOR I=1 TO 3
20　　FOR J=1 TO 3
30　　　K=I*J
40　　　　PRINT I,J,K
50　　NEXT J
60　NEXT I
70　END

プログラムの中味が理解できたら次へ進む
演習
九九算の表示結果が整然とした行列を構成するように工夫せよ．
　１　　２　　３　　４　　５　　６　　７　　８　　９

　２　　４　　６　　８　１０　１２　１４　１６　１８
　　以下略
ヒント
１）PRINT K　を実行すると計算結果を表示する毎に改行する．したがって結果は縦に表示される．
２）計算結果を水平方向へ表示させるにはセミコロンを付加する（PRINT K;）．
３）決められた位置に表示するには，次の構文を用いる．
　　PRINT USING”####”;K;
４）printだけを実行すると，「改行（カーソルは次行の始めに移動）」のみを行う．
演習　１）九九算を逆順に書き出すようにプログラムを書き換えよ（81 72 63 54 - -）．
　　　２）PRINT USING”##．## ”;K;を用いて実行せよ．

条件分岐文
プログラムは行番号順に上から下へ向かって実行させる．その流れを変えるには IF文やGOTO文を用いる必要がある．下記のプログラムでは，IF文で指定した条件，すなわち，変数Dが負の場合 (D<0)は，90行へ飛ぶ．

10　INPUT A
20　INPUT B
30　INPUT C
40　　D=B^2-4*A*C　　→べき乗の使い方をおぼえる．B^2はBの二乗の意味
50　　IF D<0 THEN 90　　→Dがゼロより小さいならば，90行へ飛ぶ
60　　X1=(-B+SQR(D))/2/A
70　　X2=(-B-SQR(D))/2/A
80　PRINT X1,X2
85　GOTO 100
90　PRINT"KYOKON"
100　END

２次関数の根を求めるプログラムである．√の引数が負の場合は虚根であることを表示させている．平方根処理が不能である．
演習　上記プログラムを入力し，実行せよ．
数値演算の場合の条件
　ａ＝ｂ　　等しい場合
　ａ＞ｂ　　より大きい場合
　ａ＞＝ｂ　より大きいか等しい場合
　ａ＜ｂ　　より小さい場合
　ａ＜＝ｂ　より小さいか等しい場合
　ａ＜＞ｂ　等しくない場合

ブロックIF文の使用法 (if_then_else_elseif_end ifなど)
すっきりした構文で，込み入った条件が記述できる．
(1)
  IF 論理式1 THEN
     ………1
  ELSEIF 論理式2 THEN 
     ………2
  ELSE 
     ………3
  END IF

は，

  IF 論理式1 THEN
     ………1
  ELSE
    IF 論理式2 THEN 
     ………2
    ELSE 
     ………3
    END IF
  END IF

と同じ意味。

  論理式1が真であるとき………1が実行され，
  論理式1が偽であるときは，
  　論理式2が真であれば………2が実行され，
  　論理式2も偽であれば………3が実行される。

例　２次方程式の解のプログラム
  INPUT a, b, c
  LET D=b^2-4*a*c
  IF D>0 THEN
     PRINT (-b+sqr(D))/(2*a),(-b-sqr(D))/(2*a)
  ELSEIF D=0 THEN
     PRINT -b/(2*a)
  ELSE
     PRINT "no solution"
  END IF
  END

(2)
  IF 論理式1 THEN
     ………1
  ELSEIF 論理式2 THEN
     ………2
  ELSEIF 論理式3 THEN
     ………3
     ～～～
     ～～～

  ELSEIF 論理式n-1 THEN
     ………n-1
  ELSE 
     ………n
  END IF
  論理式1が真であるとき………1が実行され，
  論理式1が偽であるとき，
  　論理式2が真であれば………2が実行され，
  　論理式2も偽であるとき，
  　　論理式3が真であれば………3が実行され，
　  　～～～，すべての論理式が偽であるとき………nが実行される。
ここでは，入力された点数に応じて，優，良，可，不合格の４段階に仕分けして，その結果を表示する．条件を二重にして範囲を指定している点にも注意すること．
10 input a
15 if a>100 then
16    print"再入力！"
18    goto 10
19 end if 
20 if a<=100 and a>=80 then            ！’80<= a <=100
30     print"優"
40   elseif a<80 and a>=70 then        ！’70<= a <80
50     print"良"
60   elseif a<70 and a>=60 then        ！’60<= a <70
70     print"可（但しレポート提出）"
80   else                              ！’a <60
90     print"再試験"
100 end if
110 goto 10
120 end
演習　上記プログラムについて，いろいろな値を入力，実行し，構文を理解せよ．

これと同じ仕事をするプログラムをGOTO文を多用して書くことができるが，極力避けるべきである．ブロックIF文はFORTRAN言語などでも使用される．
ついでに！ select-case構文

　十進BASICマニュアルに紹介されている例を紹介する．
  SELECT CASE行に書かれた式の値と一致するCASE項目に続くブロックを実行する。
  一致する項目がないと，CASE ELSE以降を実行する。



　例　次のプログラムは入力された「月」の日数を表示する．

　INPUT m
　SELECT CASE m
　CASE 1,3,5,7,8,10,12
　   LET d=31
　CASE 4,6,9,11
　   LET d=30
　CASE 2
　   LET d=28
　CASE ELSE
　   PRINT "?"
　END SELECT
　PRINT d
　END

　CASE行には，コンマで区切って複数の照合項目を書くことができる。
　ただし，照合項目には定数しか書けない。
　  範囲を示すのに
　CASE  定数 TO 定数

　のように書くこともできる。また，
　　IS 比較演算子 定数
　の形の照合項目も書ける。これらをコンマで区切って複数並べることもできる。

　例

　SELECT CASE 2*x-3
　CASE 0 TO 2
　   PRINT "y"
　CASE IS <0, IS >2
　   PRINT "n"
　END SELECT

  照合項目は，上の行から順にテストされる。一旦，いずれかのCASE行の照合項目に一致すると，
  以後のCASE行はテストされない。
  CASE ELSEを省略すると，実行時に一致するCASE項目がないとき，EXTYPE=10004の例外が発生する。
  SELECT CASE行には，数値式，文字列式のいずれでも書ける。
  照合項目は，それに対応する定数でなければならない。
データ数不明の大量データを処理するには
　コンピュータ処理の典型例を示そう．今何百枚，何千枚のデータがあるとする．合計や平均値を求めるには10行程度のプログラムが書ければ十分である．データの数も予め知る必要がない．データを読み込みながら，同時にカウントすればよい．
　本プログラムでは繰り返し構文にFOR--NEXTを用いていない．GOTO文とカウンターと呼ばれるN=N+1を実行することで繰り返し処理を行っている．

5　S=0
8　N=0
10　READ A
20　　IF A<0 THEN 60　　
30　　S=S+A　　　　　
40　　N=N+1　　　　　
50　GO TO 10　　　　
60　H=S/N　　　　　
70　PRINT N,H　　　　
75　DATA 60,70,65,85,43,91,56,81,75,61
76　DATA 35,54,90,21,66,78,91,36,56,88
77　DATA ---途中略---,80,-9999
80　END
プログラムの説明
5, 8　Sの初期値，Nの初期値を宣言
10　3の DATA文からデータを読み込む
20　読み込んだデータが負の場合読み込みを止め, 60行へ飛び平均値を計算する．
30　データの合計（前回の値に読込値を加算）
40　データ数を数える（30行を実行した回数）
50　くり返し読み込み処理のため10行へ飛ぶ
60　平均値の計算
70　結果の表示
75　一連のデータとは関係のない数値を最後に付けた大量のデータ群（直前までのデータが処理対象になる）
演習　上記プログラムを入力せよ．また，「---途中略---」のところに適当な値を追加後，実行し，構文を理解せよ．

ついでに！　”繰り返し処理”にはいろいろな構文がある

　十進BASICマニュアルに書かれている例をもとに，紹介する．
　今後Fortran言語, C言語，パターン処理言語AWKなどを勉強する際に役に立つので，勉強しておいてほしい．

DO～LOOP構文

DO ～ LOOP 構文では，DO行とLOOP行に挟まれた各文が繰り返し実行される．

例1-1

10 ! 無限の繰り返し
20 a=0
30 DO
40　PRINT a
50　a=a+1
60 LOOP
70 END

例1-2　１０進数を２進数に変換する

十進数の10は，10=1x2^3+0x2^2+1x2^1+0x2^0で表される．
下位から求めるプログラムである．

10 INPUT n
20 DO
30 a=INT(n/2)
40 b=MOD(n,2)
50 PRINT b
60 IF a=0 THEN EXIT DO
70 n=a
80 LOOP
90 END

? 10
0
1
0
1

go to文で書くと下記のようになる．

10 INPUT n
20 LET q=INT(n/2)
30 LET r=MOD(n,2)
40 PRINT r
50 IF q=0 THEN 80
60 LET n=q
70 go to 20
80 END

DO WHILE文
　DO文にWHILE句を書くと，WHILE句に書かれた条件（論理式）が成立する（真である）間，DO行とLOOP行に挟まれた各文が繰り返し実行される．
　条件が成立しなくなる（偽になる）と，LOOP行の次の行に進む。最初から条件が偽であれば，DO行とLOOP行の間の各文は1回も実行されない。

例2

10 INPUT n
20　i=1
30 DO WHILE i<=n
40　　PRINT i
50　　i=i+1
60 LOOP
70 END

DO UNTIL文
　DO文にUNTIL句を書くと，UNTIL句に書かれた条件が「偽」である間，DO行とLOOP行に挟まれた各文が繰り返し実行される。条件が「真」になると，LOOP行の次の行に進む。最初から条件が「真」であれば，DO行とLOOP行の間の各文は1回も実行されない。

例3 (例2と等価)

10 INPUT n
20　i=1
30 DO UNTIL i>n
40　　PRINT i
50　　i=i+1
60 LOOP
70 END

LOOP WHILE文
　LOOP文にWHILE句を書くと，DO行とLOOP行に挟まれた各文を実行した後，WHILE句に書かれた条件をテストする。その結果が「真」であれば，DO行から再び実行を開始する。結果が「偽」であれば，LOOP行の次の行に進む。

例4

10 INPUT n
20　i=1
30 DO
40　　PRINT i
50　　i=i+1
60 LOOP WHILE i<=n
70 END

nに1以上の数を入力する場合には，例2と例4とで動作に違いは生じない。しかし，nに0を入力すると例2では40行と50行は1回も実行されないのに対し，例4では40行と50行は実行される。

LOOP UNTIL構文
　LOOP文にUNTIL句を書くと，DO行とLOOP行に挟まれた各文を実行した後，UNTIL句に書かれた条件をテストする。その結果が「偽」であれば，DO行から再び実行を開始する。結果が「真」であれば，LOOP行の次の行に進む。

例5 （例4と等価）

10 INPUT n
20　i=1
30 DO
40　　PRINT i
50　　i=i+1
60 LOOP UNTIL i>n
70 END

EXIT DO文
EXIT DO文を実行すると，LOOP文の次の行に分岐する。通常，IF文と組み合わせて用いる。

例6

10 INPUT n
20 i=1
30 DO
40　　PRINT i
50　　IF i>=n THEN EXIT DO
60　　i=i+1
70 LOOP
80 END

　IF … THEN EXIT DO をDO文の直後，あるいは，LOOP文の直前に書けば，それぞれ，DO UNTIL …，LOOP UNTIL … と等価になる。

例7 （例3と等価）

10 INPUT n
20　i=1
30 DO
40　　IF i>n THEN EXIT DO
50　　PRINT i
60　　i=i+1
70 LOOP
80 END

例8 (例5と等価)

10 INPUT n
20　i=1
30 DO
40　PRINT i
50　i=i+1
60　IF i>n THEN EXIT DO
70 LOOP
80 END

DO～LOOPが2重，3重の入れ子になっている場合には，EXIT DO文の実行は最も内側の DO～LOOPからの脱出を意味する。たとえば，

10 DO
20　……
30　DO
40　……
50　　EXIT DO
60　　　……
70　LOOP
80　　……
90 LOOP
100 ……

で50行のEXIT DOを実行すると，80行に分岐する。50行の位置から100行に分岐したい場合は，GOTO文を利用する。

配列変数
プログラムのはじめの部分に，DIM a(8) と書くと，
　a(1)，a(2)，a(3)，a(4)，a(5)，a(6)，a(7)，a(8)
の計8個の変数が用意される．
a(1)，a(2)，…，a(8)は，それぞれ，普通の変数として使用できる．
これらの変数全体をまとめて「配列」とよぶ．
個々の変数は「添字付き変数」，括弧内を「添字」という．単純にaと書いた変数とは異なり，a(1), a(2)・・a(n)で表される変数である．括弧内の整数値で何番目の変数かを指定することができる．

　下記のプログラムを実行すると，ランダムに列んだn個の数値データを読み込んで，小さい順に並べ替える．そのためには，まずdimension文を使用して，n個の番号の付いた変数値の記憶場所をメモリー上に用意する．
○並べ替えプログラム
10　read n　　→データの個数を100行のdata文から読み込む
20　dim x(n)　→変数xはx(1), x(2),…, x(n)のように番号を付けられた記憶場所が確保される
30　for i=1 to n　 → iは1からnまで変化する．
40　　read x(i)　　　→データx(i)を110行のdata文から読み込む
50　next i　　　　　　　　　→30行と繰り返し文を構成している
55　rem ----- sorting -----　→コメント行（実行とは関係ないメモ）
60　for i=1 to n　　　　　　→90行と繰り返し構文
65　　for j=i+1 to n　　　　→85行と繰り返し構文
70　　　if x(j)＜x(i) then　　　→80行と判断文を構成（もし条件が成立すれば以下を実行）
72　　　　kari=x(i)　　　　　→kariにx(i)の値を代入
74　　　　x(i)=x(j)　　　　　→x(i)にx(j)の値を代入
76　　　　x(j)=kari　　　　　→ x(j)にkariの値を代入，x(j)とx(i)の入れ替えが実行される，
80　　　end if
85　　next j　→
90　next i　→
91　rem ----- output of result -----　→結果の表示（メモ）
92　for i=1 to n
94　　print x(i);
96　next i
100　data 10
110　data 6,2,5,4,10,9,1,8,3,7
120　end

実行すると
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
が得られる．
演習　上記プログラムを入力，実行し，構文を理解せよ．

SWAPによる配列の入れ替え

　十進BASICではSWAPが利用できるが、コマンドとして準備されていないBAISCインタプリタもあるので前例を理解すること。

60　for i=1 to n
65　　for j=i+1 to n
70　　　if x(j)＜x(i) then
75　　　　swap x(i),x(j)　　→前出のプログラムの72,74,76行を一行で実行する
80　　　end if
85　　next j
90　next i
演習　前のプログラムの「データ入替え部分」をswap文を用いる方式に書き直し，実行して構文を理解せよ．

＜演習問題１＞
　有機化合物を構成する炭素、水素、窒素等の比を求めるために、元素分析を行う。薬学部キャンパスにある機器分析センターに試料を提出すると、有機物を完全燃焼させることにより得られる生成物（炭酸ガス、水等）から計算した値（各元素のパーセント）が返される。元素分析値から組成式を計算するプログラムを作りなさい。
　○炭素，水素，窒素以外は酸素とすること．
　　したがって，酸素％＝１００－（炭素％＋水素％＋窒素％）である．
　○最終的には，分子量が与えられたとして，分子式を求めること．

１．電卓で計算するとしたらどのような手順で計算するか考える．
２．その手順に沿ってフローチャート（メモでもよい）を考える．
　　１）配列変数を確保する
　　２）データを読み込む
　　３）データを合計する
　　４）酸素の％を求める
　　　　以下省略
３．フローチャートにBASIC言語をあてはめる．
４．テストデータ
　　ニトロベンゼン
　　炭素　５８．５４％：水素　４．０９％：　窒素　１１．３８％
　　分子量　１２３．１１
５．計算結果はC₆H₅NO₂のように表示させる．

＜演習問題２＞
　最小二乗法を用いて回帰式と相関係数を算出する。
　作成手順：
　　1. READ～DATA 文によるデータの配列変数への読み込み
　　2. Xi の和、Yi の和、Xi の平均、Yi の平均の算出
　　3. (Xi -Xavr)^2 の和、(Yi -Yavr)^2 の和、(Xi -Xavr)(Yi -Yavr) の和の算出
　　4. a, b, r の算出

テストデータ
　データ数：４
　　ＸＹ　　　　Xの平均　2.5
　　１５　　　　Ｙの平均　8 　　　　傾き　a=1.6
　　２８　　　　Ｘの分散　1.25　　　切片　b=4
　　３９　　　　Ｙの分散　3.5　　　相関係数　r=0.956
　　４ 10　　　　共分散　　2

デバッグ
注意して作ったプログラムでも，データを変えて実行しているうちに，予想しなかったエラーが発生し，実行できなくなることがある．このような「バグ」を見つけだし，改善することをデバッグとよぶ．プログラム内に潜む虫を退治することを意味する．演算過程で発生するエラーは，計算式の後にprint文で途中結果を書きだすことにより発見できることが多い．

グラフィックス
ディスプレイは小さな点の集合体 (800x600, 1024x768など) である．任意の点を指定した色で光らせることにより，どんな図形でも描くことができる．以下に示すプログラムでは，曲線，サインカーブや円などを画面に表示させる．まず，WINDOWで画面の範囲を指定する．線を描くには PLOT LINES文を用いている．
○関数のグラフを描く
　下記のプログラムを実行し，各行の意味を理解してほしい．

10 OPTION ANGLE DEGREES
20 DEF f(x)=sin(x)
30 SET WINDOW -360,360,-2,2
40 DRAW GRID(90,1)
50 FOR x=-360 TO 360
60 PLOT LINES: x,f(x);
70 NEXT x
80 END

10行：角の単位は標準ではラジアンであるが，OPTION ANGLE DEGREESをプログラムのはじめに書くことにより，単位を度(degrees)に変えることができる．SIN関数が実行する前に書く．
20行：DEF文は関数を定義する命令
30行：SET WINDOW文は，画面上の描画領域に，x座標の範囲が-360から360，y座標の範囲が-2から2となるような座標系を設定する．
40行：grid(a,b)は，横軸方向a間隔，縦軸方向b間隔の格子を描く．
60行：PLOT LINES命令は，点[x , sin(x)]を順に結び線を描く．
演習　上記プログラムを入力，実行し，構文を理解せよ．

演習　-4≦x≦4，-4≦y≦4の範囲で関数y=x^3-3*x＋1のグラフを描きなさい．
　　　上記プログラムの10,20,30,40,50行を修正する．
○円，楕円を描く
-PI から PI まで STEP 0.002で計算した座標を結んで図を描く．
10　SET WINDOW -5,5,-5,5
20　FOR T=-PI TO PI STEP 0.002
30　　PLOT LINES: T,SIN(T);
40　NEXT T
50　END

30行を PLOT LINES: SIN(T),COS(T); に代えると円を描く．ここでは省略するが，線の色や塗りつぶす色なども指定できる．

演習
指導者に質問する前に努力すること．
１）半径を変えて円を描きなさい．
２）楕円を描きなさい．
３）線の色を変えて円を描きなさい（ヘルプで調べる）．

＜参考資料＞図形処理のための命令

JISに従い，問題座標系によるグラフィック機能を提供している。詳細はオンラインヘルプを参照。
SET WINDOW
SET LINE COLOR
SET POINT COLOR
SET AREA COLOR
SET TEXT COLOR
SET COLOR MIX
SET LINE STYLE
SET POINT STYLE
SET TEXT JUSUTIFY
ASK WINDOW
PLOT LINES
PLOT POINTS
PLOT AREA
PLOT TEXT （動作上の非互換がある）
GET POINT
その他
色番号　0白， 1黒， 2青， 3緑， 4赤， 5水色， 6黄色， 7赤紫，8 灰色，9 濃い青, 10 濃い緑，11 青緑， 12 えび茶，13 オリーブ色，14 濃い紫，15 銀色

図形変形関数：DRAW文で次の関数が使える．

SHIFT(a,b) 平行移動

SCALE(a,b) 拡大縮小

SCALE(a) 拡大縮小

ROTATE(a) 回転

SHEAR(a) せん断

＜演習問題＞
　先に作った最小二乗法プログラムのグラフィック表示を行え．
１）入力データをプロットする．
２）最小二乗線を描く．
３）最後に，どのような入力データにも適応するように改造すること．そのためには，入力データX, Yそれぞれの最小値，最大値を求め，その幅に合わせてWINDOW幅を変える必要がある．
４）グラフ上にタイトル，相関係数などのデータを表示させる．

＜演習問題＞
１）自由電子模型 (FEM) 法による共役分子の軌道係数を計算するプログラムを作りなさい．２次元の配列を用いること．

　＜２次元配列について＞

　FEMプログラムを作る前に，２次元配列の概念を勉強する．まず，下記のプログラムを実行して理解してほしい．九九算の値を９行９列の配列 [A(i,j)] に記憶させ，逆順に取り出して表示する．

＜２次元配列の参考プログラム＞
dim a(9,9)
for i=1 to 9
   for j=1 to 9
      LET  a(i,j)=i*j
   next j
next i
for i=9 to 1 step -1
   for j=9 to 1 step -1
      print a(i,j);
   next j
   print
next i
END
２）自由電子模型法で計算した値を図示するプログラムを作りなさい．

＜描画部分の参考プログラム＞

　九九算の計算結果を２次元配列に入れる．その1/10の値を半径とする円を描いている．
OPTION ANGLE DEGREES
dim c(9,9)
for i = 1 to 9
   for j = 1 to 9
      LET  c(i,j) = i*j
      print using "###":c(i,j);
   next j
   print
next i

set window -20,200,-20,200     
for i=1 to 9
   for j=1 to 9    
      SET AREA COLOR  4　    !塗る色を指定する
      DRAW circle WITH SCALE(1,1)*SCALE(c(i,j)*0.1)*shift(20*j,20*i)      
   next j
next i
!　次行以下は円を多角形で描き，塗りつぶすプログラムである．そのまま利用する．
PICTURE circle
   DIM P(18,2)
   FOR t=1 TO 18
      LET P(t,1)=1*cos(20*t)
      LET P(t,2)=1*sin(20*t)
   NEXT t
   MAT PLOT AREA: P
   mat plot lines:p
END PICTURE
end
＜DRAW文について＞

　例　DRAW circle WITH SCALE(1,1)*SCALE(5)*shift(20,30)
　上記の場合，circleという円を描くサブルーチン（プログラムの最後の部分）を使って，横縦比1:1，半径5，X, Y方向へそれぞれ20,30（移動量）シフトした位置を中心に円を描く．

＜実行例　ブタジエンのπ軌道＞
? 4
 4    .372  -.602   .602  -.372
 3    .602  -.372  -.372   .602
 2    .602   .372  -.372  -.602
 1    .372   .602   .602   .372
上記の数値を図示した例

演習　プログラムが完成したら，エチレン，ブタジエン，ヘキサトリエン，アリル（３を入力）のπ軌道を表示させなさい．計算結果（数値データ）をノートに貼り付けること．それぞれHOMO, LUMOはどのような形をしているか調べておくこと．アリルはアニオン，カチオン，ラジカルでHOMO, LUMOの軌道が異なる．詳しくは有機化学VIで説明する．

文字列の処理
BASIC言語には文章の処理を対象にしたコマンドが用意されている．文字列は変数の後に$マークを付ける．
文字列の加算（連結）
10　READ A$
20　READ B$
30　C$=A$+B$
40　PRINT C$
44　DATA KUMAMOTO
46　DATA UNIVERSITY
50　END
A$="KUMAMOTO"，B$="UNIVERSITY"の場合，C$はKUMAMOTO UNIVERSITYである．
演習　上記プログラムを入力，実行し，構文を理解せよ．
　文字処理のため，数値ー文字変換 (STR$)，文字数 (LEN) 関数等が用意されている．但し，一般のBASICで使用される文字列検索 (INSTR)，部分文字列を切り出す関数(LEFT$, MID$, RIGHT$)については，十進BASICでは形式の異なる下記の関数を使用する．　FORTRAN言語と同じ方法を採用している．

　文字列検索　　：POS(a$,b$)　a$ における b$ の位置を返す．
　部分文字列指定：文字列変数 s$(a:b) は s$ のa文字目からb文字目までの部分文字列を表す．

文字列の長さ，位置，切り出し

10 LET a$="Department of Computational Molecular Design, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Kumamoto University"
20 LET n=len(a$)
30 PRINT n
40 LET b=pos(a$,"Mol")
50 PRINT b
60 LET d$=a$(15:25)
70 PRINT d$
80 END
演習　上記プログラムを入力，実行し，コマンドを理解せよ．
実行すると

101
29
Computation

が表示される．a$の文字数，"Mol"が表れる位置，Computationは15文字目から25文字目までを切り出した結果である．

キャラクターコード
　文字の内部表現

　BASICでは変数に＄が付くと文字変数と判断する．
abcABC 12345, などは１バイト（８個の0,1）．漢字は２バイト（１６個の0,1）で表す．文字にはキャラクターコード番号が付けられている．

例　01010000:P
　　10110001:
　　0011000000100110：愛
　　0010011000100001：Ａ（漢字）

　キャラクターコード実例
　　十進数と１６進数で表した場合
　　Aは65，41
　　aは97，61
　　Kは75，4B
　　kは107，6B
である．大文字，小文字も区別できる．漢字も同じようにコードが存在する．
コード表はいろいろな参考書に出ているので詳しい説明は省略する．

文字配列
　文字にはキャラクターコード番号が付けられているので，文字列の比較も可能である．以下のプログラムは氏名をアルファベット順に並びかえるプログラムである．コンピュータは第一文字目のコードを比較してその順に並びかえる．第一文字目が同じ場合は２文字目を比較する．
10 dim a$(10)
20 for i=1 to 10　　→配列（データを記憶させる場所）を１０個確保する．
30  read a$(i)
40 next i
50 for i=1 to 9 
55  for j=i+1 to 10
56    if a$(i) < a$(j) then 70
57      qqq$=a$(i)
58      a$(i)=a$(j)
59      a$(j)=qqq$
70  next j
80 next i
90 for i=1 to 10
92  print a$(i);
94 next i
96 data watanabe,kojima,yamada,suzuki,murakami,simada,nakamura,kimura,yasuda,imai
98 end 
演習　上記プログラムを入力，実行し，構文を解析せよ．数値の並べ替えプログラムと比較せよ．また，医薬品名やクラスメートの氏名（漢字）などを入力し，実行せよ．

例　書式の変換
　文番号170-240のdata文で示すような書式のデータ（分子の三次元座標）がある．これを別の書式に変換する．原子種（酸素，窒素，炭素，水素）は８，７，６，１で指定されている．数字を原子記号に変換し，不要なデータは削除する．ブロックif文を利用する．
10 for i = 1 to 8
20 read a$
30 b$ = a$(16:16)
40 z$ = a$ (35:69)
50 if b$ = "8" then
60    b$ = "O"
70 elseif b$ = "7" then
80    b$ = "N"
90 elseif b$ = "6" then
100    b$ = "C"
110 else
120    b$ = "H"
130 end if
140 print b$+"   "+z$
150 next i
160 rem
170 data "    1          7             0        1.370490   -0.755789    0.06592"
180 data "    2          7             0        1.370361    0.755952   -0.06652"
190 data "    3          6             0        0.162388   -1.155881    0.09950"
200 data "    4          6             0       -0.809698    0.000096    0.00184"
210 data "    5          8             0       -2.015753   -0.000445   -0.00304"
220 data "    6          6             0        0.162202    1.155613   -0.10300"
230 data "    7          1             0       -0.100692   -2.204260    0.19042"
240 data "    8          1             0       -0.101031    2.203795   -0.19574"
250 end

>run
N       1.370490   -0.755789    0.06592
N       1.370361    0.755952   -0.06652
C       0.162388   -1.155881    0.09950
C      -0.809698    0.000096    0.00184
O      -2.015753   -0.000445   -0.00304
C       0.162202    1.155613   -0.10300
H      -0.100692   -2.204260    0.19042
H      -0.101031    2.203795   -0.19574
>
演習　上記プログラムを入力（コピーしてもよい），実行し，構文を理解せよ．

演習　下記のプログラムを実行すると上記のプログラムと全く同じ結果が得られる．構文を解析せよ．１０行および４０ー７０行の横に注釈の形で実行内容を書きなさい．
10 LET  d$="H    CNO"
20 for i = 1 to 8
30    read a$　　　　　　　　!data文から１行全体を文字列として読み込む
40    LET  b$ = a$(16:16)
50    LET  n=val(b$)
60    LET  c$ = d$(n:n)
70    LET  z$=a$(35:69)
80      print c$&"   "&z$
90 next i
160 rem
170 data "    1          7             0        1.370490   -0.755789    0.06592"
180 data "    2          7             0        1.370361    0.755952   -0.06652"
190 data "    3          6             0        0.162388   -1.155881    0.09950"
200 data "    4          6             0       -0.809698    0.000096    0.00184"
210 data "    5          8             0       -2.015753   -0.000445   -0.00304"
220 data "    6          6             0        0.162202    1.155613   -0.10300"
230 data "    7          1             0       -0.100692   -2.204260    0.19042"
240 data "    8          1             0       -0.101031    2.203795   -0.19574"
250 end
上級者向け
このような処理はDATA文からデータを読み込むのでは，面倒である．ファイルをOPENして直接読み込み，結果も別のファイルとして書き出す（詳細は後半の部あるいはヘルプを参照）．
OPEN #1 : NAME "A:ABC.TXT"
OPEN #2 : NAME "A:XYZ.TXT"
DO
 LINE INPUT #1, IF MISSING THEN EXIT DO: a$
 PRINT a$
 処理プログラム 
 PRINT #2 : A$;  " ";xyz$ 
LOOP
CLOSE #1
CLOSE #2
＜参考資料＞文字列を処理するための命令

文字列組込み関数（JISが定める組込み関数はすべて用意されている）。詳細はオンラインヘルプを参照。

CHR$(m) 文字コードｍに対応する文字

DATE$ 日付

LCASE$(a$) 小文字に変換

LEN(a$) 長さ

LTRIM$(a$) 左空白削除

ORD(a$) a$の文字コード

POS(a$,b$) a$におけるb$の位置

REPEAT$(A$,m) 反復文字列

RTRIM$(a$) 右空白削除

STR$（x）文字列

TIME$ 時刻

UCASE$(a$) 小文字に変換

USING$(a$,x) 書式化

VAL(a$) 数値化

部分文字列指定
s$を文字列変数，a,bを数値式とするとき，s$(a:b)はs$のa文字目からb文字目までの部分文字列を表す．
LET s$(a:b)=文字列式の形式で，部分文字列の置換も可能．

文字列検索プログラム

下記のプログラムは大量の文字列から特定の文字列の存在する位置を調べる．空白をまたいで検索する文字列が存在する可能性があるので，工夫が必要である．
 10!' データを配列に読み込む
 15 dim a$(200)
 25 i=0
 30 read q$
 40 if pos(q$,"zz")>0 then 90　　!'文字列q$に文字列zzの存在する位置を調べる
 50 for n=0 to 5
 55  i=i+1
 70  a$(i) = q$(11*n+1:11*n+10)　　!'文字列q$の11*n+1番目から10文字切り出す
 75 next n
 80 goto 30
 90 kk=i
100' !読み込んだデータの書き出し
110 for t=1 to kk
120   print a$(t);
130 next t
140 print
150' !検索する文字列を入力し、位置を調べる
200 input q$
201 lgth=len(q$)　　　　　　　　　!'文字列q$の長さ
202 nn=lgth/10:'print nn
203 if nn>2 then 300
205 for p=1 to kk-1
210   aa$=a$(p)+a$(p+1)　　　　　　!'文字列の連結
220   m=pos(aa$,q$)
230   if m>0 then
235     print p;a$(p);" ";a$(p+1);" ";m
237   end if
240 next p
250 goto 2500
300 for p=1 to kk-int(nn)-1
305   aa$=""
310  for r=p to p+int(nn)
320    aa$=aa$+a$(r)
330  next r
340  'print aa$
350   m=pos(aa$,q$)
360   if m>0 then
365     print p; 
370    for k=p to p+int(nn)
380     print a$(k);" ";
400    next k
410     print " ";m
420   end if
430 next p
1001 data "tgcaacgaga gcagttgaaa ccattgtctt taaacaaatt ctgcgctgtg tctgagtctg"
1061 data "gagtttttct tgggcagcag cagaagtcgc accatgagaa ttaattgcaa cgcgcttttc"
1121 data "ctggcatcgc tagtgacttg gtcgggggtg atgtgcagca cggtactggg caccacagaa"
1181 data "ggccaggaaa cacctttggc ccttcctgtg gcggagcaga cgcagcccac tacagccata"
1241 data "caaggagaag tatgggagga ggacgatcac gaagtgctta taagaaatga acgtggcacc"
1301 data "aagagcgacg gtctgtcttg tcgatatggc aaaaatccgt ggactgagtg tgacaccaaa"
1361 data "accaatacgc gttcaagaac attgacatta aagaagggcg acccggcatg cgaccaaacg"
1421 data "cgaaccattc agaagaaatg taaaaaagcc tgtcgatatg aaaagggatc ttggtcggaa"
1481 data "tgtgcaaccg gacaaatgac tagagctgat aagttgaaag cgagcagtga tccgtcctgc"
1541 data "gaagccacgc gggtcatcaa gaagaactgc aagcccggaa agtccaaaga acaaataacg"
1601 data "cccaccgtaa caccccccgc gaataagaag aagcaaagta gataaagcag agaaagacga"
1661 data "agaagcagca gcaaaagcag acggcagaat tggagctttg cgcagaaatc gattttttgc"
1721 data "ccattttaag agattttcgg tagcctctcc cactgccgaa aatcgtttat tgccactgct"
1781 data "gcgtgcgtgt ttgtgtatgt gtgtgcgtgt gccagtgcga aagtgaaaca aacaaattcg"
1841 data "ccgagtaaaa gattaatatt atatggtacc agtgtgagtc acaaataaca agagagaaaa"
1901 data "aaacagaaaa aagaaaaatt aattcagcag cagctttagc tttttagctg ctggcattga"
1961 data "agaggtgctc tgccgcagtc gacgtctctg ccgccgcccg caacacgagc tctctttgcc"
2021 data "tctctctccg tctctcttgt gagcgaaata acaccacacc aaacgacaca cacacgaaaa"
2081 data "aagcctaata atattaa                                               "    
2099 data "zz                                                               "
2500 end

>run
tgcaacgagagcagttgaaaccattgtctttaaacaaattctgcgctgtgtctgagtctggagtttttcttgggcagcag
cagaagtcgcaccatgagaattaattgcaacgcgcttttcctggcatcgctagtgacttggtcgggggtgatgtgcagca
cggtactgggcaccacagaaggccaggaaacacctttggcccttcctgtggcggagcagacgcagcccactacagccata
caaggagaagtatgggaggaggacgatcacgaagtgcttataagaaatgaacgtggcaccaagagcgacggtctgtcttg
tcgatatggcaaaaatccgtggactgagtgtgacaccaaaaccaatacgcgttcaagaacattgacattaaagaagggcg
acccggcatgcgaccaaacgcgaaccattcagaagaaatgtaaaaaagcctgtcgatatgaaaagggatcttggtcggaa
tgtgcaaccggacaaatgactagagctgataagttgaaagcgagcagtgatccgtcctgcgaagccacgcgggtcatcaa
gaagaactgcaagcccggaaagtccaaagaacaaataacgcccaccgtaacaccccccgcgaataagaagaagcaaagta
gataaagcagagaaagacgaagaagcagcagcaaaagcagacggcagaattggagctttgcgcagaaatcgattttttgc
ccattttaagagattttcggtagcctctcccactgccgaaaatcgtttattgccactgctgcgtgcgtgtttgtgtatgt
gtgtgcgtgtgccagtgcgaaagtgaaacaaacaaattcgccgagtaaaagattaatattatatggtaccagtgtgagtc
acaaataacaagagagaaaaaaacagaaaaaagaaaaattaattcagcagcagctttagctttttagctgctggcattga
agaggtgctctgccgcagtcgacgtctctgccgccgcccgcaacacgagctctctttgcctctctctccgtctctcttgt
gagcgaaataacaccacaccaaacgacacacacacgaaaaaagcctaataatattaa

114
? aaaaaa
44 agaagaaatg taaaaaagcc 12
45 taaaaaagcc tgtcgatatg 2
90 agagagaaaa aaacagaaaa 7
91 aaacagaaaa aagaaaaatt 7
108 cacacgaaaa aagcctaata 7
>
上級者向け
本プログラムの場合も，データの読み込みはDATA文からではなく，ファイルを直接OPENして処理すべきである．

おわりに
　BASIC 言語は，1965年米国ダートマス大学のJ. G. KemenyとT. E. Kurtzによって開発された．当時，大学１年生に４時間程度の集中講習で修得させたとのことである．
　今回はサブルーチンやファイルの入出力（OPEN/CLOSE文）の紹介ができななかった．これらの利用法についてはプログラム中のHELPメニューや実例を参考にしてほしい．
　ゲノム創薬研究者や情報処理に精通した薬剤師になるために問題解決手法（アルゴリズム）の一つとしてプログラミング技法をぜひ修得しておいてほしい．
　卒業したら対応できなくなるので，何でも吸収できる今がチャンスである．

２年次有機化学VI講義資料（不飽和化合物，共役化合物，芳香族）

コンピュータ上で考える有機化学
ーBASICプログラミングしながら学習するフロンティア軌道論（クリック）ー

十進BASICと基本BASICの相違点と応用プログラム

他のBASIC言語と異なる点および追加すべき項目を以下に示す．

行番号
十進BASICでは行先頭の番号は省略できる（実例参照）．

多重文
十進BASICでは下記のような多重文は使えない．
10 A=2:B=3

DATA文の場所
END文の前に置く．

配列添字の下限
p 襌�BASICでは配列の添字の下限は0であるが，本BASICでは添字は1からはじまる．添字0が必要な場合には，dim文の前に OPTION BASE 0 を追加する．

暗黙の配列宣言
p �BASICでは，すべての配列に宣言が必要である．暗黙の配列宣言の機能はない．

＜ベテラン用参考資料＞テキストファイルの読み書き（ヘルプから引用）
BASICのプログラムからファイルを利用するとき，直接ファイルを指定して入出力を行うのでなく，ファイルに仮想的な路である'経路'を割り当てる．さらにファイル名には，具体的な外部記憶装置のドライブ名をA,Cを指定する．ファイルの利用は， 1)ファイルを経路に割り当てる（ファイルを開くという） 2)入出力を行う 3)ファイルの経路への割り当てを解除する（ファイルを閉じるという）の手順で行う．経路は，負でない整数による番号（経路番号）で識別する．
例　ファイルに書き出す．もし，同名のファイルがあれば，
　　その内容を消去して，ファイルの始めから書き出す．

         LET F$ = "A:ABC.TXT"      ! ファイル名を文字列変数F$に代入．AはFDDを意味する．
         OPEN #1 : NAME F$        ! 経路番号１の経路にA:ABC.TXTを割り当てる
         ERASE #1                  ! ファイルの内容を消去する
         FOR x=0  TO 10 
              PRINT #1 : x;  ",";  SQR(x)   ! この場合カンマ区切りデータをファイルに書き出す
         NEXT x
         CLOSE #1                    ! 経路への割り当てを解除する

例　ファイルから読み込む．
        LET F$="A:ABC.TXT"
        OPEN #2: NAME F$
        FOR i=1 TO 10
           INPUT #2: a, b　　　! カンマ区切りデータをファイルから読み込む
           PRINT a, b　　　　　! カンマ区切りデータを画面に表示させる
        NEXT i
        CLOSE #2

例　テキストファイルであることは確かであるが，記録形式がわからないファイルを読む場合
        LET F$="A:ABC.TXT"
        OPEN #2: NAME F$
        DO
           LINE INPUT #2, IF MISSING THEN EXIT DO: a$
           PRINT a$
        LOOP
        CLOSE #2
    LINE INPUT文は，ファイルの1行の内容をそのまま文字列変数に代入する．
    IF MISSING THENで，ファイルの終りに到達したときの動作を指定する．
    
注意　ファイル名のA: の部分はフロッピーディスクドライブ(FDD)のドライブ名である．
サブルーチンについて

実例で説明する．下記のプログラムは３次元座標間の距離を求めるプログラムである．原子と考えてもよい．距離を求めるプログラムの部分はサブプログラムとして２００行以下にまとめて置かれている．

３次元空間に存在する点（座標）間の距離を求めるプログラム
10 read n
20 dim c(n,3)
30 for i=1 to n
40  for j=1 to 3
50   read c(i,j)
60  next j
70 next i
80 for i=1 to n-1
90  for j=i+1 to n
100   gosub 200　　　　→２００行へ
105   print d
110  next j
120 next i
122 data 3
124 data 0,0,0
126 data 1.4,0,0
128 data 1.2,0.7,0.7
150 end
200' subroutine　　　　→サブルーチンの始まり
210 dx=c(i,1)-c(j,1)
220 dy=c(i,2)-c(j,2)
230 dz=c(i,3)-c(j,3)
240 d=sqr(dx^2+dy^2+dz^2)
250 return　　　　　　→１０５行へ帰る
グラフィックスを含むプログラム例 　以下のプログラムでは行番号を用いていない．

例　最小二乗法などの処理で得られた相関関係を図示するプログラム

十進BASICではset windowで実際のデータに合った座標が設定できる．
read n
dim x(n),y(n)
for i=1 to n
   read x(i),y(i)
next i
rem ------ Insert here LSQ treatment ------
set window -1,10,-1,10 （この部分は変える）
draw grid
set color 12
SET POINT STYLE 4
for i=1 to n
   plot points:x(i),y(i)
   plot text ,at x(i)+0.5,y(i)-0.2 : "("&str$(x(i) ) &"/"&str$(y(i))&")"
next i
set color 2
plot lines:0,0;7,7　（この部分は変える．特定の２点間を結ぶ場合の例）
set color 1
PLOT TEXT ,AT 8.5,-0.5 : "X" 
PLOT TEXT ,AT -0.5,8.5 : "Y" 
data 5
data 1,0.6
data 2,2.3
data 3,2.7
data 4,3.7
data 5,5.5
END
＜注意＞プログラムを作る際は，次の事項に注意すること
○データの範囲に合わせて，自動的にwindowのサイズを変える．そのためには，予めx,yの最小値，最大値を求める．
○最小二乗線を引く際は関数を定義する．
○必要事項（y=ax+b，相関係数等）は直線の上下の空白に書く．
○反応速度データを処理する際は，時間，吸光度を入力し，プログラム内で対数変換する．
○活性化エネルギーを求める際は，温度と反応速度を入力すれば，1/Tやlog kなどはプログラム内で算出されるように工夫する．

例　分子構造を表示するプログラム

３次元座標を読み込んで分子を表示する．座標データの最後に回転角度を読み込む．
!molecule drawing program 
SET WINDOW -5,5,-5,5
SET LINE COLOR 1
OPTION ANGLE DEGREES

data 25
data  C,    0.170273,    1.520767,    1.217438
data  C,    0.308716,    2.104233,   -0.059952
data  H,    0.968262,    1.404404,    1.915527
data  C,   -1.099945,    1.007248,    1.363449
data  C,   -0.865906,    1.991257,   -0.753906
data  H,    1.226089,    2.481018,   -0.454239
data  H,   -1.531219,    0.657272,    2.276428
data  C,   -1.204086,   -0.737076,    0.153671
data  C,   -1.925200,    1.616852,    0.244934
data  C,   -0.943344,   -0.262207,   -1.128555
data  H,   -1.082535,    2.406600,   -1.712555
data  O,   -3.121887,    1.741348,    0.172882
data  H,   -1.797089,   -0.058090,   -1.745789
data  H,   -2.249634,   -0.833527,    0.389038
data  C,    0.306198,   -0.453079,   -1.862076
data  H,    0.228989,   -0.237946,   -2.913193
data  C,   -0.358673,   -1.794296,    0.859955
data  C,    1.504089,   -0.815979,   -1.411530
data  H,    2.302780,   -0.861160,   -2.130051
data  C,    1.126938,   -1.534653,    0.952606
data  H,   -0.753174,   -1.930359,    1.859940
data  H,   -0.519028,   -2.734787,    0.333862
data  H,    1.572388,   -1.716339,    1.913879
data  C,    1.905792,   -1.139800,   -0.036545
data  H,    2.958908,   -1.037933,    0.158127
data 50,0,0

read n
dim a$(n),x(n),y(n),z(n)
for i=1 to n
   read a$(i),x(i),y(i),z(i)
next i
read xx,yy,zz
for i=1 to n
   LET A1= x(I)
   LET A2= y(I)*COS(XX)+z(I)*SIN(XX)
   LET A3=-y(I)*SIN(XX)+z(I)*COS(XX)    
   LET B2= A2
   LET B3= A3*COS(YY)+A1*SIN(YY)
   LET B1=-A3*SIN(YY)+A1*COS(YY)
   LET x(I)= B1*COS(ZZ)+B2*SIN(ZZ)
   LET y(I)=-B1*SIN(ZZ)+B2*COS(ZZ)
   LET z(I)= B3
next i

for i=1 to n
   for j=i to n
      if (x(i)-x(j))>1.55 or (y(i)-y(j))>1.55 or (z(i)-z(j))>1.55 then
         go to 10
      end if  
      LET d=sqr((x(i)-x(j))*(x(i)-x(j))+(y(i)-y(j))*(y(i)-y(j))+(z(i)-z(j))*(z(i)-z(j)))
      !      print d
      if d<1.6 and d>1.0 then 
         plot lines: x(i),y(i);x(j),y(j)
         plot lines: x(i)+0.02,y(i)+0.02;x(j)+0.02,y(j)+0.02
      end if
      if a$(i)="H" then
         SET AREA COLOR  5
         DRAW circle WITH SCALE(1,1)*ROTATE(0)*SCALE(0.1)*shift(x(i),y(i))
      elseif a$(i)="O" then
         SET AREA COLOR  4
         DRAW circle WITH SCALE(1,1)*ROTATE(0)*SCALE(0.2)*shift(x(i),y(i))
      else
         SET AREA COLOR  8
         DRAW circle WITH SCALE(1,1)*ROTATE(0)*SCALE(0.15)*shift(x(i),y(i))
      end if       
10    next j
   next i
    
   PICTURE circle
      DIM P(18,2)
      FOR t=1 TO 18
         LET P(t,1)=1*cos(20*t)
         LET P(t,2)=1*sin(20*t)
      NEXT t
      MAT PLOT AREA: P
      mat plot lines:p
   END PICTURE
    
   end
上級者向け
本プログラムの場合も，データの読み込みはDATA文からではなく，ファイルを直接OPENして処理すべきである．

ABS(x)	絶対値
ACOS(x)	逆余弦
ANGLE(x,y)	偏角
ASIN(x)	逆正弦
ATN(x)	逆正接
CEIL(x)	x以上の最小の整数
COS(x)	余弦
COSH(x)	双曲線余弦
COT(x)	余接
CSC(x)	余割（cosecant）
DATE	日付
DEG(x)	ラジアンを度に変換
EPS(x)	直前直後の数との差
EXP(x)	指数関数
FP(x)	小数部分
INT(x)	xを超えない最大の整数
IP(x)	整数部分
LOG(x)	自然対数
LOG10(x)	常用対数
LOG2(x)	2を底とする対数
MAX(x,y)	大きい方
MAXNUM	最大の有限数
MIN(x,y)	小さいほう
MOD(x,y)	剰余
PI	円周率π
RAD(x)	度をラジアンに変換
REMAINDER(x,y)	剰余
RND	乱数
ROUND(x,n)	小数点以下n桁に丸める
SEC(x)	正割(secant)
SGN(x)	符号(sign)
SIN(x)	正弦
SINH(x)	双曲線正弦
SQR(x)	平方根(SQuare Root)
TAN(x)	正接
TANH(x)	双曲線正接
TIME	時刻
TRUNCATE(x,n)	切り捨て

SHIFT(a,b)	平行移動
SCALE(a,b)	拡大縮小
SCALE(a)	拡大縮小
ROTATE(a)	回転
SHEAR(a)	せん断

CHR$(m)	文字コードｍに対応する文字
DATE$	日付
LCASE$(a$)	小文字に変換
LEN(a$)	長さ
LTRIM$(a$)	左空白削除
ORD(a$)	a$の文字コード
POS(a$,b$)	a$におけるb$の位置
REPEAT$(A$,m)	反復文字列
RTRIM$(a$)	右空白削除
STR$（x）	文字列
TIME$	時刻
UCASE$(a$)	小文字に変換
USING$(a$,x)	書式化
VAL(a$)	数値化

はじめに

インタプリタとコンパイラについて

プログラミング演習手順

（仮称）十進BASICについて

（仮称）十進BASICの実行画面

BASIC言語では

FORTRAN言語（科学技術計算に使われる言語）では

C言語では

プログラム作成，入力時の注意事項

BASIC言語の基本文法

代入文と入出力文（加減乗除）

ここで復習

予約語について

組み込み関数

＜参考資料＞数値と数値関数

繰り返し処理

条件分岐文

配列変数

デバッグ

グラフィックス

＜参考資料＞図形処理のための命令

dim a(9,9) for i=1 to 9 for j=1 to 9 LET a(i,j)=i*j next j next i for i=9 to 1 step -1 for j=9 to 1 step -1 print a(i,j); next j print next i END

文字列の処理

＜参考資料＞文字列を処理するための命令

おわりに

２年次有機化学VI講義資料（不飽和化合物，共役化合物，芳香族）

十進BASICと基本BASICの相違点と応用プログラム

　BASIC言語の基本文法