配列

概要

複数のオブジェクトを束ねるための配列というデータ構造について説明します。

配列とは

配列(Array)は複数のオブジェクトを並べてまとめるためのオブジェクトです。 配列に格納されているオブジェクトを要素といい、それぞれにインデックスと呼ばれる番号が順番についています。

つぎのコードでは図のような配列が作られます。

greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]

ひとつの配列オブジェクトの中に、"Hello"や"こんにちは"などの文字列オブジェクトが5つ格納されています。 それぞれの要素(オブジェクト)には0から順番にインデックスがついています。

要素は[インデックス]をつけることで参照することができます。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]

# 0番目を取り出す
>> greetings[0]
=> "Hello"

# 3番めを取り出す
>> greetings[3]
=> "ナマステ"

配列の作成

配列を作成する方法は何種類かあります。 一番良く使うのは、全体を[ ]で囲んで要素を,(カンマ)で区切る方法です。 要素数は0から何個でも大丈夫です。

# 要素が0個の配列
arr1 = []

# 要素が3個の配列
arr2 = ["要素0", "要素1", "要素2"]

# 要素数は何個でもOK
arr3 = ["要素0", "要素1", ..., "要素n"]

要素は文字列オブジェクトだけでなく、どんなオブジェクトでも格納することができます。

arr = ["文字列だけでなく", 1999, "整数も", 0.08, "小数も", Time.now, "どんなオブジェクトもOK"]

直接リテラルを書かず変数を使うこともできます。

english  = "Hello"
japanese = "こんにちは"
chinese  = "ニーハオ"

greetings = [english, japanese, chinese]

要素と要素の間に改行をいれて読みやすくすることもできます。

shoguns = [
  "家康",
  "秀忠",
  "家光",
  "家綱",

  # ...省略...

  "家茂",
  "慶喜"
]

[ ]を使う方法以外では、Array.newを使う方法や他のオブジェクトからto_aで変換する方法などがあります。

Array.newでは引数に配列の長さや要素の初期値を与えます。

# Array.newを使うと決まった長さの配列を作れる
# デフォルトの初期値はnil
>> Array.new(5)
=> [nil, nil, nil, nil, nil]

# 第2引数に初期値を与えることもできる
>> Array.new(3, "初期値")
=> ["初期値", "初期値", "初期値"]

to_aは、例えば範囲オブジェクトなどから変換することができます。

>> (1..10).to_a
=> [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

文字列を配列にしたい場合は、charsメソッドやlinesメソッドを使います。

# 1文字ずつ配列にする
>> "Hello, world!".chars
=> ["H", "e", "l", "l", "o", ",", " ", "w", "o", "r", "l", "d", "!"]

# 1行ずつ配列にする
>> text = <<EOS
複数行の
文字列の場合は
linesメソッドを使えば
配列になる
EOS
=> "複数行の\n文字列の場合は\nlinesメソッドを使えば\n配列になる\n"

>> text.lines
=> ["複数行の\n", "文字列の場合は\n", "linesメソッドを使えば\n", "配列になる\n"]

配列の基本操作

配列の基本的な操作について説明します。

• 参照
• 置換
• 要素追加
• 要素削除
• 結合
• 長さ

要素の参照

要素を参照するには[インデックス]を配列につけます。 存在しない要素のインデックスを指定した場合はnilとなります。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings[0]
=> "Hello"
>> greetings[1]
=> "こんにちは"
>> greetings[4]
=> "チャオ"

# 要素存在しないインデックスはnil
>> greetings[5]
=> nil

また、マイナスの値を指定すると、後ろから数えた要素になります。

>> greetings[-1]
=> "チャオ"
>> greetings[-5]
=> "Hello"
>> greetings[-6]
=> nil

範囲オブジェクトにすると部分配列を取り出せます。

# 指定した範囲の部分配列となる
>> greetings[1..3]
=> ["こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ"]

# 存在しない部分は無視される
>> greetings[1..100]
=> ["こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]

# マイナスでも範囲指定できる
>> greetings[3..-1]
=> ["ナマステ", "チャオ"]

要素の置換

次のようにすると既にある要素を置き換えることもできます。

配列[インデックス] = 置換後のオブジェクト

次のコードでは5番目の"チャオ"を"ジャンボ"に置き換えています。

>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings[4] = "ジャンボ"
=> "ジャンボ"
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "ジャンボ"]

配列サイズよりも大きいインデックスを指定すると、配列が拡大されて要素が格納されます。

>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "ジャンボ"]
>> greetings[10] = "チャオ"
=> "チャオ"
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "ジャンボ", nil, nil, nil, nil, nil, "チャオ"]

要素の追加

[]=で要素を追加することもできますが、もっと便利なメソッドが用意されています。

配列の先頭に要素を追加するにはunshiftメソッドを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.unshift("アホイ")
=> ["アホイ", "Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings
=> ["アホイ", "Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]

配列の末尾に要素を追加するにはpushメソッドを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.push("アホイ")
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ", "アホイ"]
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ", "アホイ"]

要素の削除

要素を削除するのにもいくつか方法があります。

指定された位置の要素を削除するにはdelete_atを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.delete_at(3)
=> "ナマステ"
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "チャオ"]

先頭の要素を削除するにはshiftを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.shift
=> "Hello"
>> greetings
=> ["こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]

末尾の要素を削除するにはpopを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.pop
=> "チャオ"
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ"]

指定したオブジェクトと一致する要素を削除するにはdeleteを使います。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.delete("ニーハオ")
=> "ニーハオ"
>> greetings
=> ["Hello", "こんにちは", "ナマステ", "チャオ"]

配列の結合

+を使えば2つの配列を結合することができます。

>> asia = ["こんにちは", "ニーハオ"]
=> ["こんにちは", "ニーハオ"]
>> other = ["Hello", "チャオ"]
=> ["Hello", "チャオ"]

# +で結合する
>> greetings = asia + other
=> ["こんにちは", "ニーハオ", "Hello", "チャオ"]

配列の長さ

配列の長さ、つまり要素の数はlengthメソッドかsizeメソッドで取得できます。

>> greetings = ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
=> ["Hello", "こんにちは", "ニーハオ", "ナマステ", "チャオ"]
>> greetings.size
=> 5
>> greetings.length
=> 5

配列の繰り返し処理

配列は要素を順番に繰り返し処理できることができます。

each

もっとも単純な繰り返し処理を行うメソッドはeachです。 配列のそれぞれの要素に対してブロックの処理を繰り返します。 ブロック変数に要素が入ります。

>> sushi_neta = ["イクラ", "ウニ", "納豆", "ネギトロ"]
=> ["イクラ", "ウニ", "納豆", "ネギトロ"]

>> sushi_neta.each do |neta|
 |   puts "#{neta}最高ぅぅぅ!!"
 | end

イクラ最高ぅぅぅ!!
ウニ最高ぅぅぅ!!
納豆最高ぅぅぅ!!
ネギトロ最高ぅぅぅ!!
=> ["イクラ", "ウニ", "納豆", "ネギトロ"]

each_with_index

each_with_indexメソッドを使うと、要素と同時にインデックス番号も扱うことができます。

>> sushi_neta.each_with_index do |neta, idx|
 |   puts "#{idx}: #{neta}"
 | end
0: イクラ
1: ウニ
2: 納豆
3: ネギトロ
=> ["イクラ", "ウニ", "納豆", "ネギトロ"]

これを上手く使えば、他の配列と同時に処理することもできます。

# 別の配列を作る
>> comments = ["サケの卵", "トゲトゲ", "大豆の腐ったやつ", "マグロと葱"]
=> ["サケの卵", "トゲトゲ", "大豆の腐ったやつ", "マグロと葱"]

# comments配列はインデックス番号で参照する
>> sushi_neta.each_with_index do |neta, idx|
 |   puts "#{neta}は#{comments[idx]}"
 | end
イクラはサケの卵
ウニはトゲトゲ
納豆は大豆の腐ったやつ
ネギトロはマグロと葱
=> ["イクラ", "ウニ", "納豆", "ネギトロ"]

map

mapを使うと、配列から別の配列を作ることができます。 ブロック内で最後に評価した値が新しい配列の要素になります。

>> sushi = sushi_neta.map do |neta|
 |   "#{neta}の軍艦巻き"
 | end
=> ["イクラの軍艦巻き", "ウニの軍艦巻き", "納豆の軍艦巻き", "ネギトロの軍艦巻き"]

>> sushi
=> ["イクラの軍艦巻き", "ウニの軍艦巻き", "納豆の軍艦巻き", "ネギトロの軍艦巻き"]

様々なメソッド

今まで紹介したメソッド以外のメソッドを紹介します。

concat

2つの配列を結合します。 レシーバの配列に引数の配列を結合します。

>> neta1 = ["マグロ", "トロ", "中トロ"]
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ"]
>> neta2 = ["サバ", "アジ", "コハダ"]
=> ["サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta1.concat(neta2)
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta1
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

empty?

配列が空ならばtrue、空でないならfalseを返します。

>> [].empty?
=> true
>> ["element"].empty?
=> false

find

ブロックを評価した値が真となる最初の要素を返します。

>> neta
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

# 最初に"トロ"という文字列が含まれる要素を返す
>> neta.find { |name| name.include?("トロ") }
=> "トロ"

first

最初の要素を返します。array[0]と同じです。

>> neta
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta1.first
=> "マグロ"

flatten

ネストされた配列をならした配列を返します。

>> nested_array = [:a, [:b, [:c, :d], :e], [:f, :g]]
=> [:a, [:b, [:c, :d], :e], [:f, :g]]

>> nested_array.flatten
=> [:a, :b, :c, :d, :e, :f, :g]

include?

配列に要素が含まれるかどうかを調べます。 含まれていればtrue、含まれていなければfalseを返します。

>> neta = ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta.include?("中トロ")
=> true
>> neta.include?("大トロ")
=> false

join

配列の全要素を結合した文字列を返します。 引数に文字列を与えると、要素と要素の間にその文字列を使います。

>> neta = ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta.join
=> "マグロトロ中トロサバアジコハダ"

>> neta.join(", ")
=> "マグロ, トロ, 中トロ, サバ, アジ, コハダ"

last

配列の最後の要素を返します。

>> neta = ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta.last
=> "コハダ"

product

2つの配列の各要素を組み合わせた配列の配列を返します。

>> students = ["小学生", "中学生", "高校生", "大学生"]
=> ["小学生", "中学生", "高校生", "大学生"]
>> gender = ["男の子", "女の子"]
=> ["男の子", "女の子"]

>> students.product(gender)
=> [["小学生", "男の子"], ["小学生", "女の子"], ["中学生", "男の子"], ["中学生", "女の子"], ["高校生", "男の子"], ["高校生", "女の子"], ["大学生", "男の子"], ["大学生", "女の子"]]

>> students.product(gender).each do |s, g|
 |   puts "#{s}の#{g}"
 | end
小学生の男の子
小学生の女の子
中学生の男の子
中学生の女の子
高校生の男の子
高校生の女の子
大学生の男の子
大学生の女の子

reverse

要素を逆順にした配列を返します。

>> [1, 2, 3, 4, 5].reverse
=> [5, 4, 3, 2, 1]

sample

ランダムにひとつ要素を返します。

>> neta
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta.sample
=> "マグロ"
>> neta.sample
=> "マグロ"
>> neta.sample
=> "コハダ"
>> neta.sample
=> "トロ"
>> neta.sample
=> "中トロ"
>> neta.sample
=> "アジ"

select

ブロックを評価した値が真となる要素の配列を返します。

>> neta
=> ["マグロ", "トロ", "中トロ", "サバ", "アジ", "コハダ"]

>> neta.select { |n| n.include?("トロ") }
=> ["トロ", "中トロ"]

shuffle

要素をシャッフルした配列を返します。

>> [1, 2, 3, 4, 5].shuffle
=> [2, 3, 1, 4, 5]

sort

要素をソート(整列)させた配列を返します。

>> [2, 3, 1, 4, 5].sort
=> [1, 2, 3, 4, 5]

uniq

重複した要素を取り除いた配列を返します。

>> [1, 2, 2, 3, 4, 3, 5].uniq
=> [1, 2, 3, 4, 5]

練習問題

(1) 配列を作ってみる

色々な配列を作ってみてください。

• 世界のあいさつ
• 世界のおやすみ
• 出身県の名産品
• 趣味
• 好きなもの

(2) 要素を追加する

(1)で作った配列を、空の配列からpushやunshiftを使って作ってください。

例:

>> greetings = []
=> []
>> greetings.push("Hello")
=> ["Hello"]
>> greetings.push("こんにちは")
=> ["Hello", "こんにちは"]

(3) 各要素を2倍するメソッド

配列の各要素を2倍した配列を返すdouble_elementsメソッドを作ってください。

>> arr = [1, 2, 3, 4, 5]
=> [1, 2, 3, 4, 5]

>> double_elements(arr)
=> [2, 4, 6, 8, 10]

(4) ファイルを配列として処理する

コマンドライン引数で指定したファイルを読み込み配列に変換し、1行ずつ出力するプログラムを作成してください。

ファイルはFile.read(ファイル名)で読み込むことができます。

$ ruby ex2.13-4.rb sample1.txt
# はじめてのRuby
## 概要
Rubyのプログラムを作って実行してみます。

(省略)

(5) 行番号をつける

読み込んだファイルに行番号をつけて出力するプログラムを作成してください。

$ ruby ex2.13-5.rb sample1.txt
0: # はじめてのRuby
1: ## 概要
2: Rubyのプログラムを作って実行してみます。
3:
4: ## プログラムとは
5: プログラムとは「コンピュータへの命令」を記述したものです。
6: 別の言い方をすると「コンピュータに何をして欲しいか」が書いてあるものです。
7:
8: 例えばスマホには必ずついてるアラームのプログラムなら「設定した時間にアラームを鳴らして欲しい」と書いてあります。
9: 音楽プレイヤーには「指定した音楽ファイルをスピーカーから流して欲しい」と書いてあります。
10:
11: ## プログラミングとは
12: プログラムを作ることです。
13: 言い換えると、「コンピュータにしてほしいことをコンピュータに__正確に__伝える」作業になります。
14: だいたい人間が行います。

(5+) 行番号をつける+

(5)では行番号の桁数が違うと行が出力される位置もずれています。これを揃えてください。

$ ruby ex2.13-5p.rb sample1.txt
0:  # はじめてのRuby
1:  ## 概要
2:  Rubyのプログラムを作って実行してみます。
3:
4:  ## プログラムとは
5:  プログラムとは「コンピュータへの命令」を記述したものです。
6:  別の言い方をすると「コンピュータに何をして欲しいか」が書いてあるものです。
7:
8:  例えばスマホには必ずついてるアラームのプログラムなら「設定した時間にアラームを鳴らして欲しい」と書いてあります。
9:  音楽プレイヤーには「指定した音楽ファイルをスピーカーから流して欲しい」と書いてあります。
10:
11: ## プログラミングとは
12: プログラムを作ることです。
13: 言い換えると、「コンピュータにしてほしいことをコンピュータに__正確に__伝える」作業になります。
14: だいたい人間が行います。

(6) 省略する

各行が11文字以上なら、その行を「先頭10文字...」と表示するプログラムを作成してください。

$ ruby ex2.13-6.rb sample1.txt
# はじめてのRub...
## 概要
Rubyのプログラム...

## プログラムとは...
プログラムとは「コン...
別の言い方をすると「...

例えばスマホには必ず...
音楽プレイヤーには「...

## プログラミング...
プログラムを作ること...
言い換えると、「コン...
だいたい人間が行いま...

## Rubyとは
プログラムを書くため...
人間がコミュニケーシ...

また、Rubyは「楽...

## Rubyでのプ...
Rubyでのプログラ...

1. テキストエディ...
2. プログラムをフ...
3. 保存したプログ...

この章ではこの流れを...

(6+) 省略する+

(6)のプログラムでは先頭10文字が表示されていますが、日本語は英数字に比べて字幅が2倍あるので長さがバラバラです。これを揃えてください。

英数字かどうかは、ascii_only?というメソッドで調べられます。

>> "a".ascii_only?
=> true
>> "あ".ascii_only?
=> false

(7) 文字をつなぐ

配列を使ってユーザの入力した文字列のそれぞれの文字を=(イコール)でつなぐプログラムを作成してください。

$ ruby 2.13-7.rb
何か入力してください > 寿司が食べたい
寿=司=が=食=べ=た=い