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Chapter.12 [ 乱数 ]

■乱数

『乱数』と聞いて、何のことだか皆さんはわかりますか。乱れる数、つまり乱数と言うのはランダムに生成される数のことを言います。
ゲームと乱数とは、実は切っても切れない関係にあります。RPGなどで、どんな敵が出てくるかは毎回ランダムに決まりますよね。あれも乱数が関係していますし、格闘ゲームなどで、敵が繰り出してくる攻撃も、やはりそのときそのときによって違います。これも乱数ですね。
このように、ゲームを作るにあたって、乱数を知っておくことは非常に重要な意味を持ちます。

じゃんけんを思い浮かべてみてください。
実際にじゃんけんを、ゲームとしてプログラミングするには、どうしたらいいでしょうか。
まず、プレイヤーの出す役(グーチョキパー)は、まぁプレイヤー自身が自分で決めるからいいとしても、コンピューターの出す役まで、プレイヤーが決めてしまうわけにはいきません。かといって、何かしら一定のパターンにそって役を決めてしまうと、いつかは見破られてしまうかもしれません。
一番ベストなのは、プレイヤーが毎回役を自由に決めることができ、かつコンピューターは毎回ランダムに決められた役を出してくることですね。こういったときに活躍するのが『乱数』です。
乱数をうまく使って、じゃんけんゲームを作成してみることにしましょう。


■じゃんけんの仕組みを整理する

じゃんけんのルールがわからない、という人はいないと思います。いわゆる三すくみと呼ばれる仕組みを使って勝負を決する、世界共通の遊びです。
これをプログラミングして、ゲームとして遊ぶためにはどうすればいいのでしょうか。簡単に整理してみることにします。

1:プレイヤーが自由に役を選ぶことができる
2:コンピューターはなんの役を出してくるかわからない
3:双方の出した役をもとに、勝負を判定する

最低でも、上に記した3つの条件が必要ですね。
今回のテーマは乱数ですから、まずは2番目の部分を紐解いていくことになります。


■とりあえずどうする?

まずは乱数を生成する仕組みを解説していきます。
乱数を生成するためには、『Rnd』というキーワードを使います。
例えば、次のようなコードを実行すると、実行するたびに、毎回違った答えが表示されます。

Sub Test()
    Dim R As Single
    R = Rnd
    MsgBox R
End Sub


Rndは、0以上の数値で、1よりも小さい数値を、毎回ランダムに返します。つまり、最も小さいときで0が、最も大きいときで0.99999……が得られるわけです。もし、Integer型などの、整数しか扱えない変数を使ってしまうと、小数点以下が四捨五入されてしまうので、0か1のどちらかになってしまいます。
上の例では『R』という変数を定義しています。変数Rは、Singleという型で宣言されていますね。Chapter6でも解説していますが、Singleという型は、単精度浮動小数点型とも呼ばれ、要するに小数点以下の数値を扱うことができる変数の型です。このSingle型の変数を用いることによって、Rndが返してくる結果を詳しく正確に知ることができるのです。

Rnd:

構文
    Rnd()
説明
    0以上、1未満の数値を返す
    返される数値は、毎回ランダムに生成される


■じゃんけんゲームを考える

乱数を作るには、Rndを使うというところまでは理解できましたか?

さて、じゃんけんでコンピューターの役をランダムに変えるためには、Rndをうまく使えばどうにかなりそうですが、まだ困った問題が残っています。
じゃんけんでは、役の種類が3種類しかありません。
グー、チョキ、パーの3種類ですね。しかしRndを使うと、色々な乱数が発生してしまうので、何千何万という膨大な種類になってしまいます。生成されてくる乱数が3種類なら、グーチョキパーにそれぞれ数値をあてがうことによって、コンピューターの役を決めることができます。たとえば1をグー、2をチョキ、3をパーとすれば、数値によってコンピューターの役を決められますね。

Rndをつかって生成される乱数を、一定の範囲に限定したい場合には、『Int』というキーワードを併用する必要があります。

Int:

構文
    Int(number)
説明
    numberで指定した数値の、小数点以下の部分を丸めた結果を返す

Intは、小数点以下の部分を切り捨てて、整数部分だけを返す機能を持っています。例えば、『Int(1.2345)』とすると、結果は『1』になります。『Int(9.8765)』の場合だと『9』です。小数点以下は全て切り捨てられて整数部分だけが取り出されます

単純に、『Int(Rnd)』としてしまうと、絶対に0しか得られませんね。Rndが返す乱数は、絶対に1より小さい数値ですから、小数点以下を切り捨ててしまうと0しか答えが無いわけです。
そこで、Rndの部分に掛け算をして、数値の範囲を大きくしてしまうのです。ちょっとわかりづらいと思いますので、以下の例を見てください。
生成される乱数の範囲結果
Int(Rnd)0~0.99999……0
Int(Rnd*2)0~1.99999……0,1
Int(Rnd*3)0~2.99999……0,1,2
Int(Rnd*10)0~9.99999……0,1,2,3,4,5,6,7,8,9


どうですか、なんとなくわかってきませんか?
『Int(Rnd*10)』という式の場合は、0から9.99999……までの数値が乱数として生成されます。小数点以下の数値を切り捨ててしまうと、0から9までの乱数が得られることになります。つまり、Rndに掛け算する数字から、1を引いた数の乱数を発生させることができるのです。0も含めると、掛け算した数字分の種類の乱数が得られるというのが、これでわかると思います。


■まとめ

RndとInt、この2つのキーワードを使って、じゃんけんの役をランダムに作るためには、3種類の役が必要です。ですから式は『Int(Rnd*3)』のようにすればいいですね。ただし、このやり方では乱数の範囲が0か1か2ですから、ちょっとわかりづらいです。理想的なのは1か2か3ですよね。そのほうが断然わかりやすい。
そこで、式を書くときに最初に1を足してしまいましょう。『Int(Rnd*3)+1』としておけば、1を足しているので得られる乱数の範囲が1か2か3になります。これは簡単ですね。

さて、これらのことを踏まえて、3種類の乱数を生成する式をコードを書いてみましょう。

Sub Ransuu()
    Dim R As Single
    R = Int(Rnd*3)+1
    MsgBox R
End Sub


このコードを何度も実行してみてください。メッセージと表示される数値は、必ず1か2か3のどれかになっているはずです。
これで、じゃんけんのとき、コンピューターが出してくる役を毎回ランダムに変えるための、乱数の準備ができました。


■格言

乱数とは毎回ランダムに生成される数値のこと
乱数を生成するためにはRndを使う
一定の範囲の乱数を得るためにIntを併用する


乱数はゲームの基本のひとつです。しっかり覚えておきましょう。


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