レーザー兵器のダメージ計算

はじめに

このプロジェクトでは、銀河帝国の兵器研究所が開発した 2 種類の高性能レーザー兵器のダメージ値を計算する方法を学びます。兵器装備実験は、兵器の値をテストする責任があり、あなたはダメージ計算プロセスを実装することで彼らを支援します。

$ python calculate_weapon_damage.py
[3, 2]

🎯 タスク

このプロジェクトでは、以下を学びます。

• プロジェクト環境を設定し、必要なファイルを作成する方法
• 2 種類のレーザー兵器のダメージ値を計算する calculate_weapon_damage() 関数を実装する方法
• 提供されたサンプルデータを使って calculate_weapon_damage() 関数をテストする方法

🏆 成果

このプロジェクトを完了すると、以下ができるようになります。

• レーザー兵器のダメージ計算の問題文と要件を理解する
• 連立一次方程式を解く関数を実装し、レーザー兵器のダメージ値を計算する
• 異なる入力データを使って実装した関数をテストし、正しく機能することを確認する
• 問題解決とプログラミングのスキルを実際のシナリオに適用する

プロジェクト環境をセットアップする

このステップでは、プロジェクト環境を設定し、プロジェクトに必要なファイルを変更します。

1. テキストエディタで calculate_weapon_damage.py ファイルを開きます。
2. ファイルの先頭に、次のインポート文を追加します。

from typing import List

これにより、コードで List 型アノテーションを使用できるようになります。

calculate_weapon_damage() 関数を実装する

このステップでは、2 種類のレーザー兵器のダメージ値を計算する calculate_weapon_damage() 関数を実装します。

1. calculate_weapon_damage.py ファイルの中で、次のシグネチャで calculate_weapon_damage() 関数を定義します。

def calculate_weapon_damage(test1: List[int], test2: List[int]) -> List[int]:
    ## ここにコードを記述します
    pass

2. 兵器 A と兵器 B のダメージ値を計算するロジックを実装します。以下の手順を参考にしてください。

   • 入力配列 test1 と test2 が正しい長さ（それぞれ 3 要素）であることを確認します。そうでない場合は、空のリスト [] を返します。
   • 入力配列から値を変数 a1, b1, total1 および a2, b2, total2 に展開します。
   • 連立一次方程式を解いて、ダメージ値 x（兵器 A 用）と y（兵器 B 用）を求めます。以下の方程式を使用できます。

   a1 * x + b1 * y = total1
   a2 * x + b2 * y = total2
   

   • 計算された x と y の値を整数に変換し、リスト [x, y] として返します。
   • 方程式を解く際に ZeroDivisionError が発生した場合は、空のリスト [] を返します。

   コードは以下の通りです。

    def calculate_weapon_damage(test1: List[int], test2: List[int]) -> List[int]:
        if len(test1)!= 3 or len(test2)!= 3:
            return []
   
        a1, b1, total1 = test1
        a2, b2, total2 = test2
   
        ## a1 * x + b1 * y = total1
        ## a2 * x + b2 * y = total2
        try:
            y = (total1 * a2 - total2 * a1) / (b1 * a2 - b2 * a1)
            x = (total1 - b1 * y) / a1
        except ZeroDivisionError:
            return []
   
        return [int(x), int(y)]
   

3. ファイルの末尾に次のコードを追加して、calculate_weapon_damage() 関数をテストします。

if __name__ == "__main__":
    print(calculate_weapon_damage([4, 5, 22], [3, 2, 13]))

これにより、スクリプトを実行したときに計算されたダメージ値が表示されます。

calculate_weapon_damage() 関数をテストする

このステップでは、提供されたサンプルデータを使って calculate_weapon_damage() 関数をテストします。

1. calculate_weapon_damage.py ファイルを保存します。
2. ターミナルを開き、/home/labex/project ディレクトリに移動します。
3. calculate_weapon_damage.py スクリプトを実行します。

python calculate_weapon_damage.py

与えられたサンプルデータの期待される結果である出力 [3, 2] が表示されるはずです。

4. 関数を正しく機能することを確認するために、他の入力データを使ってテストしてみましょう。たとえば、入力が無効なため関数が空のリスト [] を返すかどうかを確認するために、[4, 5, 22] と [3, 2, 14] を渡してみることができます。

おめでとうございます！2 種類のレーザー兵器のダメージ値を計算する calculate_weapon_damage() 関数を正常に実装しました。

まとめ

おめでとうございます！このプロジェクトを完了しました。あなたのスキルを向上させるために、LabEx でさらに多くの実験を行って練習してください。