11. 標準ライブラリ（道具箱）

JSON、乱数、日時、正規表現など、すぐ取り出して使える道具を知りましょう。

この章で学ぶこと

• 道具箱（モジュール）から道具（関数）を取り出して使う方法（持ってこよう）
• よく使う道具箱5つ: 数学、JSON、乱数、日時、正規表現

道具箱から取り出して使う

9章で関数を自分で作りましたね。切り上げ、ランダムな数を選ぶ、日付の計算のように、多くの人がよく使う関数は、カナデがあらかじめ作って道具箱に入れてあります。この道具箱をモジュール、モジュールを集めたものを標準ライブラリといいます。

〈数字に〉のようにいつも使ういくつかを除いて、道具は使う前に持ってくる必要があります。モジュールはすみつきかっこで書きます。

【数学】から〈切り上げ〉を持ってこよう
〈切り上げ〉(3.2)を出力しよう

1. 【数学】から〈切り上げ〉を持ってこよう — 【数学】の道具箱から〈切り上げ〉を取り出します。
2. そのあとは、9章の関数と同じように〈切り上げ〉(3.2)と書きます。4が出ます。

持ってくる方法はいくつかあります。

【数学】から〈切り上げ〉と〈切り捨て〉を持ってこよう
【数学】から〈切り上げ〉を〈上へ〉に持ってこよう

〈切り上げ〉(3.2)を出力しよう
〈切り捨て〉(3.8)を出力しよう
〈上へ〉(1.1)を出力しよう

4、3、2が出ます。別名は、自分で作った関数と名前がぶつかるときに使います。持ってこないで使うと「関数が見つかりません」というエラーになるので、このエラーを見たら、まず持ってきたかを確かめてください。

この章で見る道具箱

全部は便利ですが、別のモジュールから同じ名前の道具を持ってくると、後のものが前のものを上書きします。名前がぶつかりそうなときは、必要なものだけを選んで持ってきてください。

JSON

JSONは、プログラムどうしがデータをやりとりするときによく使う文章の形式です。Webから受け取るデータの多くはJSONです。{"名前": "はな"}のように、カナデの辞書・リストとほとんど同じ形をしています。

〈パース〉はJSONの文字列をカナデの値に変えます。オブジェクトは辞書、配列はリスト、nullは空っぽになります。逆に〈文字列化〉は値をJSONの文字列にします。辞書のキーは文字列でなければならず、文字の順に並びます。2つ目の引数にインデントの幅を渡すと、読みやすく広げてくれます。

【JSON】から〈パース〉を持ってこよう
【JSON】から〈文字列化〉を持ってこよう

『文』を「{"名前": "はな", "点数": [90, 80]}」にしよう
『値』を〈パース〉(『文』)にしよう
『値』の「名前」を出力しよう

『辞書』を{「b」: 2, 「a」: 真}にしよう
〈文字列化〉(『辞書』)を出力しよう
〈文字列化〉(『辞書』, 2)を出力しよう

カナデの文字列はかぎかっこで囲むので、JSONの"はそのまま書けます。

乱数

〈実数〉()は0以上1未満の数、〈整数〉(最小, 最大)は2つの数の間（両端を含む）の整数を返します。〈選ぶ〉はリストから1つ選び、〈シャッフル〉は混ぜた新しいリストを返します（元のリストはそのままです）。実行するたびに結果が変わります。

【乱数】から〈整数〉を持ってこよう
【乱数】から〈選ぶ〉を持ってこよう
【乱数】から〈シャッフル〉を持ってこよう

『サイコロ』を〈整数〉(1, 6)にしよう
枠「サイコロは{『サイコロ』}が出ました。」を出力しよう

『メニュー』を【「カレー」, 「ラーメン」, 「うどん」】にしよう
枠「今日は{〈選ぶ〉(『メニュー』)}！」を出力しよう
〈シャッフル〉(『メニュー』)を出力しよう

日時

時刻は、1970年1月1日から経った秒（数字）で扱います。〈今〉()が現在の時刻を返し、〈書式〉(時刻, 書式)で文字列に、〈読み取り〉(文字列, 書式)でまた時刻に戻せます。書式ではYYYY（年）、MM（月）、DD（日）、HH（時）、mm（分）、ss（秒）だけが置き換わり、ほかの文字はそのままです。コンピューターに設定されたタイムゾーンを使います。〈曜日〉(時刻)は、曜日を月曜日の1から日曜日の7までの数字で教えてくれます。「2月30日」のように存在しない日付を読み取るとエラーになります。〈待つ〉(秒)は、その時間だけプログラムを止めて待ちます（0秒から3600秒まで、小数も使えます）。ブラウザのプレイグラウンドでも、画面が固まらずに待ちます。

【日時】から〈今〉を持ってこよう
【日時】から〈書式〉を持ってこよう
【日時】から〈読み取り〉を持ってこよう

『時刻』を〈読み取り〉(「2024-03-05 07:08:09」, 「YYYY-MM-DD HH:mm:ss」)にしよう
〈書式〉(『時刻』, 「YYYY年MM月DD日」)を出力しよう

『今』を〈今〉()にしよう
枠「今は{〈書式〉(『今』, 「HH:mm:ss」)}です。」を出力しよう

〈待つ〉でゆっくり数えることもできます。

【日時】から〈待つ〉を持ってこよう

「3」を出力しよう
〈待つ〉(0.3)を実行しよう
「2」を出力しよう
〈待つ〉(0.3)を実行しよう
「1」を出力しよう
〈待つ〉(0.3)を実行しよう
「発射！」を出力しよう

正規表現（少し難しいです）

「数字が続いている部分」「@が入っている単語」のように、文字の形（パターン）で探すときは正規表現を使います。正規表現はそれ自体が小さな言語なので、最初はなじみにくいです。今は飛ばして、必要になったときに戻ってきてもかまいません。道具はどれも先に(文字列, パターン)を受け取ります。

• 〈検査〉: パターンがあるかを真／偽で教えます。
• 〈検索〉: 最初に合った文字列を返します。なければ空っぽです。
• 〈グループ〉: 最初に合った文字列と、( )で囲んだ部分をリストで返します。
• 〈全検索〉: 合った文字列をすべてリストで返します。
• 〈置換〉: 合った所を別の文字列に置き換えます。置き換える文字列の中の$1、$2は囲んだ部分、$$はドル記号です。
• 〈分割〉: 合った所で区切って、リストで返します。

【正規表現】から〈検査〉を持ってこよう
【正規表現】から〈全検索〉を持ってこよう
【正規表現】から〈グループ〉を持ってこよう
【正規表現】から〈置換〉を持ってこよう
【正規表現】から〈分割〉を持ってこよう

〈検査〉(「abc123」, 「[0-9]+」)を出力しよう
〈全検索〉(「a1b22c333」, 「[0-9]+」)を出力しよう
〈グループ〉(「2024-03-05」, 「([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)」)を出力しよう
〈置換〉(「山田 鈴木」, 「([^ ]+) ([^ ]+)」, 「$2 $1」)を出力しよう
〈分割〉(「りんご, みかん,ぶどう」, 「, ?」)を出力しよう

正規表現は、GoとJavaScriptが共通で使える文法だけが使えます。文字列の何もない所に合う場合（空の文字列に合うパターン）は、〈全検索〉、〈置換〉、〈分割〉では無視されます。先頭に(?i)（大文字小文字を無視）、(?m)、(?s)を付けてオプションを指定できます。

一緒に使ってみよう: 月曜日をからかう

いくつものモジュールをまとめて持ってくると、こんなものも作れます。〈曜日〉(時刻)は、月曜日が1、日曜日が7の数字を返します。明日が月曜日なら、【JSON】で読み込んでおいたからかいの言葉の中から1つを【乱数】で選んで聞かせます。

【日時】から〈今〉を持ってこよう
【日時】から〈曜日〉を持ってこよう
【乱数】から〈選ぶ〉を持ってこよう
【JSON】から〈パース〉を持ってこよう

『からかい』を〈パース〉(「["明日は月曜日ですって…週末はもう伝説になりましたね。", "月曜日が近づいてきます！目覚ましの音を先に聞いておきましょう。", "明日は月曜日！お布団の外は危険ですよ。"]」)にしよう

『明日』を(〈今〉() + 86400)にしよう
『曜日番号』を〈曜日〉(『明日』)にしよう

もし(『曜日番号』が1と同じだ)なら:
    〈選ぶ〉(『からかい』)を出力しよう
それ以外なら:
    「明日は月曜日ではありません。今日はからかうネタがありませんね。」を出力しよう

まとめ

練習問題

1. サイコロを2つ振って、2つの目と合計を出力してみましょう。

【乱数】から〈整数〉を持ってこよう

『あ』を〈整数〉(1, 6)にしよう
『い』を〈整数〉(1, 6)にしよう
枠「{『あ』} + {『い』} = {『あ』 + 『い』}」を出力しよう

2. お昼のメニューのリストを作って、その中から1つをランダムに選び、「今日のお昼は○○！」と出力してみましょう。

【乱数】から〈選ぶ〉を持ってこよう

『メニュー』を【「おにぎり」, 「ラーメン」, 「とんかつ」, 「カレー」】にしよう
枠「今日のお昼は{〈選ぶ〉(『メニュー』)}！」を出力しよう

3. 下のJSONの文から、2人目の友だちの名前を取り出して出力してみましょう。

『文』を「[{"名前": "はな"}, {"名前": "そら"}]」にしよう

【JSON】から〈パース〉を持ってこよう

『文』を「[{"名前": "はな"}, {"名前": "そら"}]」にしよう
『友だち』を〈パース〉(『文』)にしよう
((『友だち』の2番目)の「名前」)を出力しよう

次の章では、もっと多くの道具箱（統計、テキスト、リストの道具など）を見て回ります。