『共用体』からパクってみる - 黒　田　国　男　の　ブ　ロ　グ

　ここで言う『共用体』とは、Ｃ言語などで一つのメモリ領域に複数の変数名や変数型を付けることができるプログラミング・テクニックあるいは規則のことを言います。「ある時は片目の運転手、またある時は流しの歌い手、そしてまた、ある時は、しがない私立探偵…しかしてその実体は…」という七つの顔を持つ男、多羅尾伴内みたいな話ですが、実際には、特殊なデータ操作以外に余り有効利用されていないとも、プログラマの間では言われてきました。よくわからない人は、ネットで検索して調べてみてください。
　今回私は、以前『人工知能もどき開発事情』（２０１８年１１月１９日）で述べたＨＴＭＬアプリケーションのプログラム（Reversi V1.55.hta）を作るに際して、この『共用体』の考えを参考にしました。そうすることによって、ＶＢスクリプトという簡易言語で簡単にプログラミングする方法の一つを見つけてしまいました。
　ＶＢスクリプトと言うと、ＢＡＳＩＣ言語をルーツとする初心者用プログラミング言語をイメージする人も多いと思います。そして、いつまでもそのような簡易言語を使い続けていると、プログラミングが困難になるほど馬鹿になってしまう（つまり、コンピュータ・プログラミングが上達しない）と、教え込まれてきた人も多いと思われます。（少なくとも、私は、２０代の頃に、そのように周りから教え込まれてきました。）
　しかし、ＶＢスクリプトの言語仕様や動作の仕組みは、昔のＢＡＳＩＣ言語のそれよりも、ＪａｖａやＪスクリプトのそれによく似ています。それらの機能限定版とみたほうがよいのかもしれません。そもそもマイクロソフト版のＢＡＳＩＣ言語は、Ｃ言語やＰａｓｃａｌ言語のように、字下げによる入れ子方式のプログラミング記法だったので、行番号やＧＯＴＯ文が無くても、プログラムが書けました。しかも、そのことは、プログラムのモジュール構造化をできるようにして、オブジェクト指向プログラミングへと発展しました。
　また、一昔前までは、ウィンドウズＡＰＩなどをシステムコールとして呼び出していたものが、今ではオブジェクトの実体を作ってそれを活用するというふうに変わってきました。ＶＢスクリプトなどの新しいＢＡＳＩＣ言語では、システムコールを直接呼ぶ代わりに、ウィンドウ・オブジェクトというものを活用できるように、Ｓｅｔ文とかＮｅｗ命令とかＣｌａｓｓ文とかが、その言語仕様内で使えるようになっています。（なお、これらの命令や文は、既存のオブジェクトを利用するだけでなく、自前で新たにオブジェクトを作るのにも使えます。）
　問題は、ある程度実力のあるプログラマが、昔のＢＡＳＩＣの言語仕様に捕らわれて、その呪縛から抜け出せられないでいることだと思われます。今さらＢＡＳＩＣでプログラムを組むなんて、気恥ずかしい。あれは、初心者用のプログラミング言語だ。プロが使ったら馬鹿になる。というイメージが濃いのだと思います。（その割には、大きなシステムのバグ不具合で社会的に大きな事故が時折テレビのニュースになったりします。）
　実際には、実務上いろいろと事情があるとは思います。その一方で、現在の私は、そうした実務からは遥か遠く離れて、一銭にもならない趣味でコンピュータ・プログラミングをやっています。「何らかの技術をパクる。」と言うと、人聞きが悪いと思われるかもしれませんが、私には一銭の儲けにもなっていないことをここで断言させていただきます。今回私がパクったのは、『共用体』そのものではなくて、その『共用体』の役に立ちそうな側面の一つをＶＢスクリプトで形にしたに過ぎません。ひょっとしたら、そのＶＢスクリプトによるコーディングは、疑似的なプログラムであって、本物のプログラムとか、その実体は別にあるのかもしれません。仮想コンピュータならぬ、仮想プログラムなのかもしれません。あるいは、仮想ソフトウェアなのかもしれません。このことに関して、私自身は、コンピュータのプログラムとかソフトウェアとかは、もともとそのような（実ではなくて虚の）ものだと承知しております。
　いろいろとごったくを並べてしまいましたが、説明に入りましょう。『共用体』とは、具体的にＣ言語上で、

union EXAMPLE {
int value;
char str[4];
} sample;

などと表せます。『共用体（union）』の定義内{ }の変数の、メモリ上の先頭アドレスは同じになります。すなわち、sample.valueとsample.strは、メモリ上の同じ番地を指しています。前者は、そのメモリ番地から始まる４バイトで一つの整数型のデータ（数値）をＣ言語のプログラム上で扱えるようになります。後者は、前者と同じメモリ番地から４バイトで半角文字４つ分の文字データ（文字列）を同じくＣ言語のプログラム上で扱えるようになります。
　これだけ見てもわかるように、『共用体（union）』は、メモリの節約や有効利用にしか役に立たない、というＣ言語プログラマの主張に嘘が無いことがわかると思います。それはそれで正しいとして、私がやりたいのはＣ言語風に書くと次のようなことです。

union DIMENSION {
int R(63);
int Q(7,7);
} Board8x8;

　変数領域Board8x8とは、縦８マス横８マスのゲームのボードを表します。その各マス目に、白石あるいは黒石あるいは空きのいずれかの状態を記憶します。ここで、各intの変数（４バイト）はcharの変数（１バイト）のほうがメモリの節約になります。が、それほど大きなメモリ領域ではないため（256バイトくらい）、ここではメモリの節約は考えないことにします。
　これに何のメリットがあるのかを説明いたしましょう。１次元配列でアクセスできるメモリ領域を２次元配列でもアクセスできると、便利なことがあります。たとえば、囲碁や将棋やチェスなどの盤面を、コンピュータのメモリ上にデジタル化（つまり、オブジェクト化）したい場合を考えてみましょう。ゲームの盤面を一括してクリアしたり、くまなく検索したりする場合は、一つのカウンタやインデックスで一次元配列をアクセスするほうが処理は速いし、プログラムも効率的です。一方、一つか二つの盤上の箇所だけをチェックしたり変更したい場合は、縦ｙ値と横ｘ値（ｘｙ座標値）で２次元配列をピンポイント・アクセスする方が、速くて効率的です。
　しかるに、『思考ゲームプログラミング　−オセロゲームのアルゴリズムと作成法−』という本で、『森田オセロＶｅｒ．６．１』のＣ言語によるプログラムリストをみてみると、ゲームの盤面を表すメモリ領域は全て１次元配列になっていました。縦ｙ値と横ｘ値（ｘｙ座標値）で１次元配列にアクセスする前に、それら２つの値を計算して１次元配列上のポイント位置に変換する処理が必ず入っていました。そのたんびに変換するための計算をしなければならないため、Ｃ言語のプログラムがやや複雑になっていました。
　その変換のための計算を、プログラムを作る私の側でやりたくないがために、私は今回の技（わざ）を考え出したわけです。それでは、それをＶＢスクリプトとＤｙｎａｍｉｃＨＴＭＬによるウィンドウ・オブジェクトを駆使して、どのように実現したかを以下に述べることとしましょう。まずは、その中核部分を次のプログラム例で示します。

Option Explicit
Dim Q(7,7), R(63), idx, yy, xx

idx = 0
For yy = 0 to 7
    For xx = 0 to 7
        Set Q(yy, xx) = R(idx)
        idx = idx + 1
    Next
Next

　この例での注意点は３つあります。配列変数の添え字は、０（ゼロ）スタートだということです。この例では、配列変数Ｑの各要素を表す添え字には０から７まで、配列変数Ｒの各要素を表す添え字には０から６３までの値が使えます。また、便宜上、ｘｙ座標値を（縦ｙ値，横ｘ値）の順番で、かつ正の整数値をとりうるものとして表記しています。もう一つ注意することは、先頭アドレスが同一のメモリ領域をアクセスするのに、Ｑ（７，７）とＲ（６３）の二つの配列変数（あるいはメモリ領域）を確保するという点です。これはどいうことかと申しますと、配列変数Ｑには、Ｓｅｔ文によって配列変数Ｒの各要素をポイントするアドレス値が入ります。すると、ＶＢスクリプト上で、配列変数Ｑを使うと、配列変数Ｒの各要素を間接的に使えるようになります。すなわち、Ｑ（０，０）とＲ（０）、Ｑ（１，１）とＲ（９）、Ｑ（３，２）とＲ（２６）、Ｑ（７、７）とＲ（６３）などの要素は、ＶＢスクリプト上では同じ要素の内容として扱えるということです。
　実体としては、配列変数Ｑには、配列変数Ｒの各要素をポイントしているアドレスがずらっと並んでいるだけです。アドレス値だけのテーブル、すなわち、ベクターテーブルみたいなものを、ＶＢスクリプトのプログラムによって自前で作ってみたわけです。
　Ｑの配列要素（ｙ、ｘ）＝Ｒの配列要素（ｙ＊８＋ｘ）
というふうに疑似的な数式で表現できる関係を、いちいちＱからＲへのｙとｘの変換値として計算することも、もちろんプログラム上では可能です。しかし、ゲームの盤面の操作のように、あちこちの処理でそうした計算の必要不要を検討していると、結局面倒なことになります。（少なくとも、それが面倒だと言うのが私の意見です。）
　さらに、これを具体的にＤｙｎａｍｉｃＨＴＭＬでウィンドウ・オブジェクトとつなげて、縦横８ｘ８のマス目の盤面を仮想的に作ってみましょう。

<SCRIPT language="VBScript">
Option Explicit

Sub Window_Onload
    Dim yy, xx, idx

    idx = 0
    For yy = 0 to 7
        For xx = 0 to 7
            Set R(idx) = Document.all.tags("SPAN")(idx)
            Set Q(yy, xx) = R(idx)
            idx = idx + 1
        Next
    Next
End Sub
</SCRIPT>

<BODY>
<DIV class=banmen >
<SPAN id=P00 ></SPAN> <SPAN id=P01 ></SPAN>
<SPAN id=P02 ></SPAN> <SPAN id=P03 ></SPAN>
<SPAN id=P04 ></SPAN> <SPAN id=P05 ></SPAN>
<SPAN id=P06 ></SPAN> <SPAN id=P07 ></SPAN><BR>

<SPAN id=P10 ></SPAN> <SPAN id=P11 ></SPAN>
<SPAN id=P12 ></SPAN> <SPAN id=P13 ></SPAN>
<SPAN id=P14 ></SPAN> <SPAN id=P15 ></SPAN>
<SPAN id=P16 ></SPAN> <SPAN id=P17 ></SPAN><BR>
　　　　：
　　　（途中、省略）
　　　　：
<SPAN id=P70 ></SPAN> <SPAN id=P71 ></SPAN>
<SPAN id=P72 ></SPAN> <SPAN id=P73 ></SPAN>
<SPAN id=P74 ></SPAN> <SPAN id=P75 ></SPAN>
<SPAN id=P76 ></SPAN> <SPAN id=P77 ></SPAN>

</DIV>
</BODY>

　Set R(idx) = Document.all.tags("SPAN")(idx)によって、配列変数Ｒがウィンドウ・オブジェクト（window.Document）の、ＳＰＡＮタグでくくられた各要素をポイントできるようにしています。実は、ここでは、配列変数Ｒもベクターテーブル化しているわけですが、ＶＢスクリプト上ではそのことを意識しないで使うことができます。さらに、ＳＰＡＮタグにはＩＤ（識別子）も付いているため、すなわち、

Q(7,5).InnerText = "◯"
R(61).InnerText= "◯"
P75.InnerText ="◯"

のそれぞれ３行、あるいは、

teban = Q(7,5).InnerText 
teban = R(61).InnerText
teban = P75.InnerText

のそれぞれ３行は、プログラム上では同じ意味の操作となります。
　ちなみに、なぜ１つ１つのＳＰＡＮタグに個別のＩＤ（識別子）を付けるのか、というのを説明します。６４個のＳＰＡＮタグに同じＩＤを付けて、例えば、

<SPAN=masu ></SPAN>
　　　　：
　　　（途中、省略）
　　　　：
<SPAN=masu ></SPAN>

としてみましょう。すると、Set Q(yy, xx) = masu(idx)という操作が必要となり、１次元配列変数Ｒは不要となります。にもかかわらず、そうしないのには理由があります。実は、盤面を人間の側がマウスのカーソルを移動したりクリックしたりするので、イベントドリブン型のプログラム（Document_OnclickとかDocument_OnmouseoverとかDocument_Onmouseoutなど）を記述する必要がありました。そのプログラム処理の中で、マウスのカーソルが動いた盤面マス目の位置とか、マウスがクリックされた盤面マス目の位置を知る必要があります。その際に、各ＳＰＡＮタグに個別のＩＤ（識別子）が付いていて、イベントが発生した盤面マス目の位置が個別にわかるようにしてあるわけです。現在の私のプログラミング・スキルでは、その程度の仕掛けを作るので精一杯というところです。もっといい方法もあるかもしれませんが、それは他の実力あるプログラマに任せることといたしましょう。
　もちろん、こうした技術全体は外国由来のものであり、私のしていることはオリジナリティに欠けることかもしれません。しかし、そうであったとしても、私がこうしたことに意欲を掻き立ててしまうことにはそれなりの理由があります。やはり、コンピュータという機械をプログラムというもので自前で動かしてみたいという、強い意欲があるからだと思います。