［Piet入門編］Piet入門３
どもです。
意地の連投、今日も行くぜよ。
Pietの移動ルール
前回からPietの移動ルールについて解説していました。
今回は説明の第２弾です。
引き続き、移動ルールを中心に説明していきます。
Pietの移動ルール解説！（続き）
前回、「移動ルール１」の「基本的な処理」は解説しました。
今回は、「例外的な処理」について説明します。
「例外的な処理」は、「Pietインタプリタが進めない場合の処理」になります。
そもそもPietインタプリタが進めない場合とは、どういう場合でしょうか。
それを「移動ルール２」として、先に説明します。
移動ルール２：Pietインタプリタが進めない場合
Pietが進めないケースは２つあります。
１つ目が、黒コーデルに進入しようとするケースです。
２つ目が、画像のフチから外に出ようとするケースです。
１：黒コーデル
Pietに使える色の紹介で、白と黒は特殊な色と説明しました。
そのうちの1つ、黒コーデルは、Pietインタプリタが通れない場所を表します。
もしPietインタプリタが移動中に黒コーデルに出会ってしまったら、
黒コーデルには入らず、その手前で一旦停止します。
２：画像の外には出られない
Pietインタプリタが進めないケースはもう一つあります。
それは画像のフチから画像の外へ出ようとする場合です。
Pietの世界は画像の内側で完結します。
また、いつかの某国民的テレビゲームのように、
マップのフチに到達すると反対のフチに出るような、
循環する世界でもありません。
Pietでは、画像の外には出られないのです。
こちらも黒コーデルと同様、外に出る前に一旦停止です。
Pietが進めなくなった時
以上、黒コーデルの中と、画像の外へは進めないと説明しました。
進めないといっても、そのまま止まり続けては困ります。
Pietには、この場合の移動ルールも規定されています。
もしPietインタプリタが上記の理由で進めなくなると、
Pietインタプリタの移動パラメータDP、CCを変化させて、
進める場所を探します。
ここでようやく、DP、CCが仕事をするのです。
進めなくなった時の移動ルールは、次の２ケースで場合分けして考えます。
- Pietがカラーブロックから出ようとして、黒コーデルまたは画像フチに進もうとした時
- Pietが白コーデル上を進行中に、黒コーデルまたは画像フチに進もうとした時
これらの処理は大まかには同じですが、若干違うので、あえて分けて書きます。
このうちの１つ目、
Pietがカラーブロックから出ようとして、黒コーデルまたは画像フチに進もうとした時
が、前回のやり残し、つまり、
「移動ルール１」の「例外的な処理」に該当します。
移動ルール１（続き）：カラーブロック内を進む場合
Pietインタプリタが進めない状況を理解していただいたところで、
前回の「移動ルール１」のうち、「例外的な処理」を解説します。
まずは、前回説明した移動ルールをおさらいします。
- カラーブロックのうち、最もDP方向側にある「辺」を探す。
- 見つけた「辺」のうち、DP方向に対してCC方向の「端点」を探す。
- 見つけた「端点」から、DP方向に１コーデル移動する。（カラーブロックから抜ける）
- もし「端点」から移動できない場合は、CCを反転し、再度1~3を実行する。
- それでももし「端点」から移動できない場合は、DPを時計回りに90°回転し、再度1~3を実行する。
- それでもなお「端点」から移動できない場合は、4と5を交互に繰り返す。
- 4と5を4セット繰り返してしまったらプログラムを停止する。
ステップ１〜３のおさらい
このうちステップ１〜３はすでに説明済みですが、
軽くおさらいしましょう。
１：最もDP方向にある「辺」を探す
たとえば、
この絵の例だと、
- DP=「下」
- CC=「右」
です。
したがって、探すべき「辺」は『最も下にある「辺」』のことですから、
この３コーデルから構成されます。
２：「辺」から「端点」を探す
これは運転手の見ている方向の端を「端点」に選べば良いため、
３：カラーブロックから抜ける
到達した「端点」から、DP方向に１コーデル進んで
カラーブロックから抜けます。
この時に色が変わるため、命令が実行されます。
ステップ４：「端点」から出られない！〜１回目
では、次の場合はどうでしょうか。
「明るい青」のカラーブロックの形状は今までと同じなので、
ステップ１〜２で、同じ「端点」に到達します。
ここでステップ３の通り、DP方向に進みたいのですが、
不運なことに目の前が真っ暗、いや、真っ黒です。先に進めません。
さて、このような状況に見舞われたとき、
Pietの移動ルールは次のようになります。
「端点」から移動できない時は、CCを反転させて、再度ステップ１〜３を実行する。
わかりにくいので実際やってみましょう。
まずはとりあえず、CCを反転させてみます。
１：最もDP方向にある「辺」を探す
いま、DPは「下」のままなので、『最も下にある「辺」』を探せば OKです。
ですが、実はそれって、先ほど探索した３コーデルと同じです。
２：「辺」から「端点」を探す
運転手の見ている方向が反転したため、先ほどとは反対の端が「端点」として選ばれます。
３：カラーブロックから抜ける
こうなればPietインタプリタは前に進めそうです。
到達した「端点」から、DP方向に１コーデル進んで
カラーブロックから抜けます。
このように、進めなくなったら、まずCCを反転させて、「端点」を探し直す。
これで、違う場所が「端点」として選出され、カラーブロックから脱出できます。
ステップ５：「端点」から出られない！〜２回目
しかし、なんとういうか、不運なことは続くものです。
次のケースを考えます。
なんだか悪意を感じますね。それはさておき。
この場合もまずはステップ１〜２を実行します。
→ 
そして、ステップ３を実行しようとして「進めません」となりますので、
CCを反転して再度ステップ１〜２を実行します。
→ 
そして再度ステップ３を実行します。
するとどうでしょう。やはり目の前に黒コーデルがいて進めません。
２度目はCCを反転させても意味がありませんが、
このような場合もPietでは想定されており、次のように進路を決めます。
２度目はDPを時計回りに90°回転させて、再度ステップ１〜３を実行する。
実際にやってみます。まずはDPを回転します。
CCの値自体は変化しませんが、
「車（＝DPの向き）」が90°回転すると、「運転手の見ている向き」も一緒に90°回転する
ので注意してください。
１：最もDP方向にある「辺」を探す
DPは「左」のままなので、『最も左にある「辺」』を探します。
２：「辺」から「端点」を探す
運転手のみている方向は「下」であるため、最も下の端を「端点」とします。
３：カラーブロックから抜ける
あとは、この「端点」から、DP方向に１コーデル進んで
カラーブロックから抜ければOKです。
ステップ６：「端点」から出られない！〜３回目
ところが、残念ながら先ほどのケースでは、ステップ３は失敗します。
画像のフチという超えられない壁に出くわしてしまったからです。
この場合は次のようにします。
CCを反転させて、再度ステップ１〜３を実行する。
これは最初に移動できなかった時と全く同じ対処法ですが、
先ほどDPを変化させたため、ここでCCを変化させると、
これまでとは異なる点が「端点」として選ばれる可能性があります。
もう詳細は割愛しますが、この結果、次の図の位置が「端点」として選ばれます。
ステップ６：「端点」から出られない！〜４回目以降
ここでステップ３を実行しようとしたのですが、
やはり画像のフチに行手を阻まれてしまいました。
お察しの通り、次の対処法は、
DPを時計回りに90°回転させて、再度ステップ１〜３を実行する
です。
もうお気づきかもしれませんが、ステップ３が失敗したら、
CC反転→DP回転→CC反転→DP回転→・・・のように、
CC反転とDP反転を交互に実行しながら、その都度ステップ１〜３を実行し
カラーブロックからの脱出を試みます。
パラメータCCのとりうる値は２通り、
パラメータDPのとりうる値は４通りなので、
この過程で、最大通りの「端点」を探索することになります。
途中、どこかの「端点」から外に出られれば無事終了です。
なお、ステップ３が失敗した場合は、パラメータは必ずCCから変化させます。
「さっきのカラーブロックではCCで終わったから、今回はDPから始めよう」
とはなりません。
また、この過程で変化したDPやCCの値は、
カラーブロックから無事脱出できてもリセットされません。
変えてしまったものはそのままに、次の処理へと進みます。
ステップ７：プログラムの停止
Pietインタプリタがカラーブロックから出られるまで、
ステップ４（CC反転）とステップ５（DP回転）が交互に繰り返されます。
さて、ステップ４とステップ５を、４セット繰り返すと、CCとDPが交互に８回変化します。
ここまでくると、CCとDPの状態が元に戻り、
８回目に選ばれる「端点」が、１回目に選ばれる「端点」と一致します。
そのあとは再び同じことを繰り返すため、
Pietインタプリタはもう、このカラーブロックから出られません。ひえー。
実は先ほどから例に挙げているケースも、出られなくなる例のひとつです。
選ばれた端点を順に追ってみましょう。
→ →
→ → 
→ 
→ 
そして、８回目のDP回転を実行すると、次のようになります。
これは最初ステップ３の実行に失敗した時と、全く同じです。
普通に考えると、これは無限ループになるのですが、Pietでは、
ステップ４とステップ５を、４セット繰り返したら、プログラムを停止する
というルールがあります。
逆にいうと、Pietでは、このような脱出不可能なカラーブロックを作って、
プログラムを終了させています。
たとえば、いつぞやのカウンタ付きループのソースコード：
このソースコードでは、下辺にある次の部分が
脱出不可能なカラーブロックになっており、
プログラムを終了するブロックとして活用されています。
このブロックにPietインタプリタが到達すると、まず次の状態になります。
（ここでは、「そうなるものだ」と思ってください。）
ここから、８回のパラメータ変更は、次のように行われます。
→ 
→ 
→ 
→ 
→ 
→
これもCCとDPが同じ状態に戻ってしまうため、プログラムが終了します。
次回予告
さて、移動のルールは残すところあと一つ、「白コーデル上の挙動」です。
次回は白コーデルにおけるPietインタプリタの挙動を説明します。
終わりに
またしても時間かかるといっておきながら翌日更新となりました。
今回でPietルールの説明の峠は越えた感じです。
面倒なところは一通り終わったかな。
次回、白コーデルの話をしますが、白コーデルは割と簡単です。
ですが、これはこれで、色々注意点があるので、
また次回じっくり考えていくことにしましょう。
じゃ、今日はこの辺で。
では。
