RubyでFizzBuzz問題を解いて上司に対抗しよう!

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

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

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

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

問題の分割

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

早速FizzBuzz問題を小さな問題に切り分けてみよう。

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

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

小さな問題1

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

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

def fizzbuzz(n)
  case
  when n%5==0 && n%3==0; 'FizzBuzz'
  when n%5==0; 'Buzz'
  when n%3==0; 'Fizz'
  else n
  end
end
fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

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

def fizzbuzz(n)
  mod_zero = ->base{ n%base == 0 }
  case
  when mod_zero[3] && mod_zero[5]; 'FizzBuzz'
  when mod_zero[3]; 'Fizz'
  when mod_zero[5]; 'Buzz'
  else n
  end
end
fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

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

def fizzbuzz(n)
  x = ""
  x << "Fizz" if n%3 == 0
  x << "Buzz" if n%5 == 0
  x.empty? ? n : x
end
fizzbuzz(1) # => 1
fizzbuzz(3) # => "Fizz"
fizzbuzz(4) # => 4
fizzbuzz(5) # => "Buzz"
fizzbuzz(10) # => "Buzz"
fizzbuzz(15) # => "FizzBuzz"

まあこれは趣味の問題かもね..

小さな問題2

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

def map_upto(max, f)
  (1..max).map { |n| f[n] }
end
map_upto(15, method(:fizzbuzz)) # => [1, 2, "Fizz", 4, "Buzz", "Fizz", 7, 8, "Fizz", "Buzz", 11, "Fizz", 13, 14, "FizzBuzz"]

小さな問題3

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

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

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

さあこれで完成だよ。コードをまとめて再掲するよ。

def fizzbuzz(n)
  x = ""
  x << "Fizz" if n%3 == 0
  x << "Buzz" if n%5 == 0
  x.empty? ? n : x
end
def map_upto(max, f)
  (1..max).map { |n| f[n] }
end
def console(f)
  raise "need an argument of integer" if ARGV[0].nil?
  max = ARGV[0].to_i
  f[max].each { |e| puts e }
end
if __FILE__ == $0
  fizzbuzz_upto = ->max{ map_upto(max, method(:fizzbuzz)) }
  console fizzbuzz_upto
end

さあ実行してみよう。

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

うまくいったね!

問題を切り分けて、一つづつ解いていけば簡単だね。

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

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

テストしづらいし改変にも弱いからね。

先のコードならテストしやすいし改変にも強そうだよね。

require "test/unit"
require "stringio"
require "./fizzbuzz"
class TestFizzBuzz < Test::Unit::TestCase
  def setup
    @ans = [1,2,'Fizz',4,'Buzz','Fizz',7,8,'Fizz','Buzz',11,'Fizz',13,14,'FizzBuzz']
  end
  def test_fizzbuzz
    (1..15).each { |n| assert_equal(@ans[n-1], fizzbuzz(n)) }
  end
  def test_map_upto
    assert_equal(@ans, map_upto(15, method(:fizzbuzz)))
  end
  def test_console
    begin
      $stdout = op = StringIO.new("", 'w')
      fizzbuzz_upto = ->max{ map_upto(max, method(:fizzbuzz)) }
      console(fizzbuzz_upto)
      out = str2fizzbuzz_list(op.string)
      assert_equal(@ans, out)
    ensure
      $stdout = STDOUT
    end
  end
  def str2fizzbuzz_list(str)
    str.split.map { |n| n =~ /(Fi|Bu)zz/ ? n : n.to_i }
  end
end

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