第 4 回 | 2024-10-18

• 数の比較方法を学ぶ
• 数の比較結果による分岐の方法を学ぶ
• 複数の条件を組み合わせる方法を学ぶ
• 計算による変数の値の変更方法を学ぶ
• 繰り返しの方法とその終わり方を学ぶ

1. 数の比較と分岐

1.1 数を比べる

• 値の大小を比較する 4 つの記号 >, <, <=, >= がある。

記号	意味	結果
a < b	a が b より小さいか	真（true）または偽（false）
a > b	a が b より大きいか	真または偽
a <= b	a が b 以下か	真または偽
a >= b	a が b 以上か	真または偽

• <= と >= は = の位置を間違えやすい。
• 次のプログラムは数を比較しているだけで、その結果を使っていないので、実行しても何も起こらない。

📙 Unit 18

#include <iostream>

int main()
{
	int power = 20, age = 30, score = 100, price = 900;

	power > 10; // (1)!

	age < 20; // (2)!

	score <= 50; // (3)!

	price >= 1000; // (4)!
}

1. power が 10 より大きいかを調べる。
2. age が 20 未満であるかを調べる。
3. score が 50 以下であるかを調べる。< と = の順番に注意
4. price が 1000 以上であるかを調べる。> と = の順番に注意

1.2 条件を書く

• if（イフ）は () の中の条件を満たすときに、それにつづく { } でかこんだ文を実行する。
• 次のコードは、標準入力した値 age が 18 未満のときに こども と出力する。
• { } の内側は Tab キーを使ってインデントを行うと読みやすくなる。

📙 Unit 19

#include <iostream>

int main()
{
	int age;
	std::cin >> age;

	if (age < 18)
	{
		std::cout << "こども\n";
	}
}

入力例

15

出力

こども

1.3 if とは無関係の場所

• if とは無関係な場所は、条件に関わらず実行する。
• 次のコードにおいて、最後の std::cout は if とは無関係の場所にあるため、age にどのような値を入力しても、必ず おわり を出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	int age;
	std::cin >> age;

	if (age < 18)
	{
		std::cout << "こども\n";
	}

	std::cout << "おわり\n";
}

入力例

20

出力

おわり

1.4 条件に応じて違うことをする

• if (条件) { } で条件を満たしていない場合、それに続く else（エルス）があれば、else に続く { } の中を実行する。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 18 未満であれば、こども、18 以上であれば、大人 と出力する。

📙 Unit 20

#include <iostream>

int main()
{
	int age;
	std::cin >> age;

	if (age < 18)
	{
		std::cout << "こども\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "大人\n";
	}
}

入力例

20

出力

大人

1.5 数が等しいかを調べる

• ==（イコール・イコール）の記号は、左の値と右の値が同じかどうかを調べる。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 1 であれば、行き止まり！ と出力し、それ以外の値であれば、出口！ と出力する。

📙 Unit 22

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "どちらに進む？ 1:左 2:右\n";

	int answer;
	std::cin >> answer;

	if (answer == 1)
	{
		std::cout << "行き止まり！\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "出口！\n";
	}
}

入力例

2

出力

出口！

== は比較、= は代入

初心者は比較の記号 == と、代入の記号 = を混同する。次のコードは == と = をまちがえているため、キーボードで「2」を入力したときにも主人公が左の道に進んでしまう。

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "どちらに進む？ 1:左 2:右\n";

	int answer;
	std::cin >> answer;

	if (answer = 1)
	{
		std::cout << "行き止まり！\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "出口！\n";
	}
}

1.6 数が異なるかを調べる

• !=（ノット・イコール）の記号は、左の値と右の値が異なるかどうかを調べる。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 2 でなければ はずれ、2 であれば 正解！ と出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "1 + 1 = ?\n";

	int answer;
	std::cin >> answer;

	if (answer != 2)
	{
		std::cout << "はずれ\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "正解！\n";
	}
}

入力例

2

出力

正解！

• == を使っても != を使っても、同じようなプログラムを作ることができる。どちらを使うかは自由。

== を使ったバージョン

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "1 + 1 = ?\n";

	int answer;
	std::cin >> answer;

	if (answer == 2)
	{
		std::cout << "正解！\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "はずれ\n";
	}
}

入力例

2

出力

正解！

1.7 計算結果を調べる

• 500 * count のような数式を、比較の式の中で使うこともできる。
• 次のコードは、購入額が 1 万円以上であれば、1万円以上だから割り引きするよ と出力する。

📙 Unit 23

#include <iostream>

int main()
{
	std::cout << "1個500円の回復薬、何個買うかい？";

	int count;
	std::cin >> count;

	if (10000 <= (500 * count))
	{
		std::cout << "1万円以上だから割り引きするよ\n";
	}
}

入力例

30

出力

1万円以上だから割り引きするよ

1.8 { } の中で作った変数

• { } の内側で作った変数は、その { } の外側では使えない。

間違ったコード

#include <iostream>

int main()
{
	int age = 18;

	if (age < 18)
	{
		int fee = 500; // 子ども料金
	}
	else
	{
		int fee = 1000; // 大人料金
	}

	std::cout << fee << "\n"; // エラー
}

• 次のように修正するとよい。

#include <iostream>

int main()
{
	int age = 18;

	int fee = 1000; // 大人料金

	if (age < 18)
	{
		fee = 500; // 子ども料金
	}

	std::cout << fee << "\n";
}

今後学ぶ条件演算子を使う

• 今後の講義で学ぶ条件演算子 ? : を使うと、次のように簡潔に書くことができる。
• 条件演算子 a ? b : c は、a が真のとき b を、偽のとき c を返す。

#include <iostream>

int main()
{
	int age = 18;

	int fee = (age < 18) ? 500 : 1000;

	std::cout << fee << "\n";
}

2. 複数の条件を組み合わせる

2.1 両方満たす

• 2 つの条件の両方を満たすかを調べるときは、「かつ」の記号 && を使う。
• && は左右両方が真のときに真を返す。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 10 以上 99 以下であれば、n は 2 桁の整数 と出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	int n;
	std::cin >> n;

	if ((10 <= n) && (n <= 99)) // 両方満たす必要がある
	{
		std::cout << n << " は 2 桁の整数\n";
	}
}

入力例

50

出力

50 は 2 桁の整数

間違った書き方

複数の比較の組み合わせ方を間違えたコード（500 を入力してみよう）

#include <iostream>

int main()
{
	int n;
	std::cin >> n;

	if (10 <= n <= 99) // 文法ミス。比較記号は連続できない
	{
		std::cout << n << " は 2 桁の整数\n";
	}
}

複数の比較の組み合わせ方を間違えたコード（5 を入力してみよう）

#include <iostream>

int main()
{
	int n;
	std::cin >> n;

	if (10 <= n, n <= 99) // 文法ミス。比較記号は , で区切っても連続できない
	{
		std::cout << n << " は 2 桁の整数\n";
	}
}

if (0 <= n <= 99) が NG な理由

比較の記述が正しくないコード

#include <iostream>

int main()
{
	int n;
	std::cin >> n;

	if (10 <= n <= 99) // 比較の記述が正しくない
	{
		std::cout << n << " は 2 桁の整数\n";
	}
}

このプログラムを実行し「500」を入力すると、「500 は 2 桁の整数」という間違った出力を得る。これは < や == などの比較の記号が、+ や - の記号と同じように、左から 1 つずつ順番に実行されることが理由である。

例えば 3 + 5 + 10 では、まず 3 + 5 を計算し、その結果である 8 を使って 8 + 10 が計算される。これを括弧でまとめると ((3 + 5) + 10) となる。

10 <= n <= 99 にも同様のルールが適用され、((10 <= n) <= 99) になる。

「500」を入力したとき、まずは 10 <= n を実行する。その結果は「真」を意味する true である（「偽」の場合は false）。true は整数との比較では 1 とみなされるため、ここでは次に 1 <= 99 が実行される。1 は 99 以下なので、この結果も真になる。つまり

• if (10 <= n <= 99)
• if ((10 <= n) <= 99)
• if ((10 <= 500) <= 99)
• if (1 <= 99)

という流れで解釈され、最終結果は、条件を満たす「真」と判断されてしまう。

2.2 全部を満たす

• (A && B && C) は ((A && B) && C) なので、A, B, C がすべて真のときのみ真になる。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 10 以上 99 以下で、かつ偶数であれば、n は 2 桁の偶数 と出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	int n;
	std::cin >> n;

	if ((10 <= n) && (n <= 99) && ((n % 2) == 0)) // 全部を満たす必要がある
	{
		std::cout << n << " は 2 桁の偶数\n";
	}
}

入力例

50

出力

50 は 2 桁の偶数

2.3 どちらかを満たす

• 2 つの条件のうちどちらかだけを満たせばよいときは、「または」の記号 || を使う。
• || は左右どちらかが真のときに真を返す。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 12 以下、あるいは 65 以上であれば、割引料金 と出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	int age;
	std::cin >> age;

	if ((age <= 12) || (65 <= age)) // どちらかを満たせばよい
	{
		std::cout << "割引料金\n";
	}
}

入力例

65

出力

割引料金

2.4 どれかを満たす

• (A || B || C) は ((A || B) || C) なので、A, B, C ひとつでも真のとき真になる。
• 次のコードは、キーボードで入力した値が 12 以下、あるいは 65 以上、あるいは 18 であれば、割引料金 と出力する。

#include <iostream>

int main()
{
	int age;
	std::cin >> age;

	if ((age <= 12) || (65 <= age) || (age == 18)) // どれかを満たせばよい
	{
		std::cout << "割引料金\n";
	}
}

入力例

18

出力

割引料金

3. 計算による変数の値の変更

変数の値は代入の記号 = 以外の方法でも変更できる。具体的には「20 を足す」「10 を引く」「2 倍にする」のように、増減を指定して変更する方法である。

3.1 数を増やしたり減らしたりする

• += の記号は右辺の数だけ変数の値を増やす。
• -= の記号は右辺の数だけ変数の値を減らす。

📙 Unit 25

#include <iostream>

int main()
{
	int hp = 80;

	hp += 20;

	std::cout << hp << "\n";

	hp -= 10;

	std::cout << hp << "\n";
}

出力

100
90

• あえて +=, -= を使わない場合は次のように書けるが、文字数が多くなる。

#include <iostream>

int main()
{
	int hp = 80;

	hp = (hp + 20);

	std::cout << hp << "\n";

	hp = (hp - 10);

	std::cout << hp << "\n";
}

出力

100
90

3.2 数をかけたり割ったりする

• *= の記号は右辺の数だけ変数の値をかける。
• /= の記号は右辺の数で変数の値を割る。

📙 Unit 26

#include <iostream>

int main()
{
	int hp = 80;

	hp *= 2;

	std::cout << hp << "\n";

	hp /= 4;

	std::cout << hp << "\n";
}

出力

160
40

3.3 1 ずつ変化させる

• ++ の記号は変数の値を 1 増やす。
• -- の記号は変数の値を 1 減らす。
• += 1 と -= 1 と同じだが、より少ない文字数で書ける。

📙 Unit 27

#include <iostream>

int main()
{
	int power = 10;

	++power;

	std::cout << power << "\n";

	--power;

	std::cout << power << "\n";
}

出力

11
10

• 新しい記号のはたらきをまとめると次のようになる。

記号	はたらき
a += b;	a = a + b;
a -= b;	a = a - b;
a *= b;	a = a * b;
a /= b;	a = a / b;
++a;	a = a + 1;
--a;	a = a - 1;

++ と -- の前置、後置の違い

++ と -- は変数の前と後のどちらにも置くことができ、前に置くものを「前置（ぜんち）」、あとに置くものを「後置（こうち）」と区別する。前置も後置も、変数の値を 1 増やす、1 減らすというはたらきに関しては同じである。

#include <iostream>

int main()
{
	int hp = 10;

	++hp; // 前置

	hp++; // 後置

	std::cout << hp << "\n"; // 12

	--hp;

	hp--;

	std::cout << hp << "\n"; // 10
}

前置と後置の違いは、次のコードを実行することで明らかになる。

#include <iostream>

int main()
{
	int hp = 10;

	std::cout << ++hp << "\n"; // 11

	std::cout << hp << "\n"; // 11

	hp = 10;

	std::cout << hp++ << "\n"; // 10

	std::cout << hp << "\n"; // 11
}

どちらの ++ も最終的には hp を 11 に増やす。しかし、前置の ++ は変数の値を 1 増やした結果を返し、それが std::cout に渡される一方、後置の ++ は増やす前の値を返し、それが std::cout に渡される。-- の場合も同様の操作になる。後置はこうした複雑な挙動であるため、特に理由が無ければシンプルな前置を使うと良い。

4. 繰り返しとその終了

4.1 無限に繰り返す

• for (;;)は、それにつづく { } の中の処理を無限に繰り返す。
• 次のコードは、モンスターの HP を 10 ずつ減らし続ける。

#include <iostream>

int main()
{
	int monsterHP = 100;

	for (;;)
	{
		monsterHP -= 10;

		std::cout << "モンスターの HP: " << monsterHP << "\n";
	}
}

出力

モンスターの HP: 90
モンスターの HP: 80
モンスターの HP: 70
...

プログラムの強制停止

4.1 のプログラムは無限ループになり、いつまでも終了しない。インタラクティブな環境で実行している場合、Ctrl+C キーを入力することで実行中のプログラムを強制停止できる。

4.2 繰り返しから脱出する

• ループの中で break; が実行されると、そのループから脱出できる。
• 次のコードは、モンスターの HP を 10 ずつ減らし続け、モンスターの HP が 0 以下になったら、モンスターを倒した! と出力してループから脱出する。

📙 Unit 28

#include <iostream>

int main()
{
	int monsterHP = 100;

	for (;;)
	{
		monsterHP -= 10;

		std::cout << "モンスターの HP: " << monsterHP << "\n";

		if (monsterHP <= 0)
		{
			std::cout << "モンスターを倒した!\n";

			break;
		}
	}
}

出力

モンスターの HP: 90
モンスターの HP: 80
モンスターの HP: 70
...
モンスターの HP: 0
モンスターを倒した!

変数を作る位置を間違えた場合

変数 monsterHP の作成を、次のようにループ for (;;) の中に含めてしまうと、ループのたびに毎回変数を新しく作り直してモンスターの HP が 100 にリセットされるため、ねらい通りの結果にはならない。

#include <iostream>

int main()
{
	for (;;)
	{
		int monsterHP = 100;

		monsterHP -= 10;

		std::cout << "モンスターの HP: " << monsterHP << "\n";

		if (monsterHP <= 0)
		{
			std::cout << "モンスターを倒した!\n";

			break;
		}
	}
}

出力

モンスターの HP: 90
モンスターの HP: 90
モンスターの HP: 90
...

4.3 特定の入力があるまで繰り返す

• for(;;) と break を組み合わせることで、特定の値を入力するまで何度も入力できるプログラムを作れる。
• 次のコードは繰り返し入力を受け付け、入力値が 18 未満であれば、こども、18 以上であれば、大人 と出力する。
• ただし -1 が入力されたら、break でループから脱出し、main の終端に到達してプログラムが終了する。

#include <iostream>

int main()
{
	for (;;)
	{
		int age;
		std::cin >> age;

		if (age == -1)
		{
			break;
		}
	
		if (age < 18)
		{
			std::cout << "こども\n";
		}
		else
		{
			std::cout << "大人\n";
		}
	}
}

入力例

10
20
40
-1

出力

こども
大人
大人

✅ 振り返りチェックリスト

• 数の比較方法を学んだ
• 数の比較結果による分岐の方法を学んだ
• 複数の条件を組み合わせる方法を学んだ
• 計算による変数の値の変更方法を学んだ
• 繰り返しの方法とその終わり方を学んだ

課題

🐣 練習問題

コンサートのチケットの売り上げを計算するプログラムを作ります。

• 席は S 席、A 席、B 席の 3 種類あり、最初にそれぞれの価格が入力されます。
• 次に、「チケットの種類」と「販売数」のペアが繰り返し入力されます。
• -1 -1 が入力されたら、販売数の入力は終了です。
• 最後に売り上げの合計を出力してください。
• 料金は整数です。売り上げの合計が 1 億円を超えることはありません。

入力の形式

s_price a_price b_price
type count
type count
...
type count
-1 -1

入力データ	意味
s_price	S 席の価格（0 以上 20000 以下の整数）
a_price	A 席の価格（0 以上 20000 以下の整数）
b_price	B 席の価格（0 以上 20000 以下の整数）
type	チケットの種類（1 なら S 席、2 なら A 席、3 なら B 席）
count	販売数（1 以上 100 以下の整数）

入力例 1

入力

8000 5000 3000
1 7
3 5
3 5
2 1
2 1
2 7
-1 -1

出力

131000

S 席が 8000 円、A 席が 5000 円、B 席が 3000 円です。
S 席が 7 枚、A 席が 9 枚、B 席が 10 枚売れたので、売り上げは 131000 円です。

入力例 2

入力

2000 1000 300
2 1
2 1
2 2
2 1
2 1
2 2
1 1
2 1
1 1
-1 -1

出力

13000

S 席が 2000 円、A 席が 1000 円、B 席が 300 円です。
S 席が 2 枚、A 席が 9 枚売れたので、売り上げは 13000 円です。

解答例

• Wandbox で実行

#include <iostream>

int main()
{
	// S 席、A 席、B 席の価格
	int s_price, a_price, b_price;
	std::cin >> s_price >> a_price >> b_price;

	// 合計金額
	int sum = 0;

	for (;;)
	{
		// 席の種類と枚数を入力する
		int type, count;
		std::cin >> type >> count;

		// 終了
		if ((type == -1) && (count == -1))
		{
			break;
		}

		// S 席
		if (type == 1)
		{
			sum += (count * s_price);
		}

		// A 席
		if (type == 2)
		{
			sum += (count * a_price);
		}

		// B 席
		if (type == 3)
		{
			sum += (count * b_price);
		}
	}

	// 合計金額を出力する
	std::cout << sum << "\n";
}

📝 提出課題

宝くじ売り場には宝くじの当せん番号照合機が設置されています。この機械は購入者のくじの番号と当せん番号を比較し、当せん状況を表示します。当せん番号と、購入者のくじの情報をもとに、当せん金額の合計を計算するプログラムを作成してください。

• 全国自治宝くじ（サマージャンボ宝くじ） の当選番号が最初に入力されます。
• 次に、購入者が持っている「くじの組」と「くじの番号」のペアが繰り返し入力されます。
• -1 -1 が入力されたら、くじの入力は終了です。
• 当せんした金額の合計を出力してください。
• 入力はすべて整数です。当せん金額の合計が 20 億円を超えることはなく、int 型で計算できる範囲です。
• 等級と当せん金額は次の通りです。

等級	条件	当せん金額	コピペ用
1 等	1 等の組が一致し、1 等の番号にも一致	5 億円	500000000
1 等の前後賞	1 等の組が一致し、1 等の番号に対して直前または直後の番号である	1 億円	100000000
1 等の組違い賞	1 等と組が不一致で、1 等の番号に一致	10 万円	100000
2 等	2 等と番号が一致	100 万円	1000000
3 等	番号の下 4 桁が 3 等と一致	1 万円	10000
4 等	番号の下 2 桁が 4 等と一致	3000 円	3000
5 等	番号の下 1 桁が 5 等と一致	300 円	300

• くじの組は 1 以上 100 以下の整数です。
• くじの番号は 100000 以上 199999 以下の整数です。
• 1 枚のくじが複数の等に重複当せんすることもあります。
• 1 等の番号が 150000 の場合、1 等前後賞の番号は 149999 と 150001 です。
• 1 等の番号が 199999 の場合、1 等前後賞の番号は 199998 と 100000 です。
• 1 等の番号が 100000 の場合、1 等前後賞の番号は 199999 と 100001 です。

入力の形式

firstUnit firstNumber
secondNumber
thirdNumberN4
fourthNumberN2
fifthNumberN1
unit number
unit number
...
unit number
-1 -1

入力データ	意味
firstUnit	1 等の組（1 以上 100 以下）
firstNumber	1 等の番号（100000 以上 199999 以下）
secondNumber	2 等の番号（100000 以上 199999 以下）
thirdNumberN4	3 等の番号（下 4 桁）（0 以上 9999 以下）
fourthNumberN2	4 等の番号（下 2 桁）（0 以上 99 以下）
fifthNumberN1	5 等の番号（下 1 桁）（0 以上 9 以下）
unit	購入者のくじの組（1 以上 100 以下）
number	購入者のくじの番号（100000 以上 199999 以下）

入力例 1

入力

11 110955
128739
4352
9
3
11 110955
-1 -1

出力

500000000

1 等は 11 組 110955 番です。
2 等は 128739 番です。
3 等は下 4 桁が 4352 番です。
4 等は下 2 桁が 09 番です。
5 等は下 1 桁が 3 番です。

購入者は

• 11 組 110955 番（1 等）

のくじを持っています。当せん金額は 5 億円です。

入力例 2

入力

11 110955
128739
4352
9
3
11 110955
55 110955
77 110955
99 128739
-1 -1

出力

501200000

1 等は 11 組 110955 番です。
2 等は 128739 番です。
3 等は下 4 桁が 4352 番です。
4 等は下 2 桁が 09 番です。
5 等は下 1 桁が 3 番です。

購入者は

• 11 組 110955 番（1 等）
• 55 組 110955 番（1 等の組違い賞）
• 77 組 110955 番（1 等の組違い賞）
• 99 組 128739 番（2 等）

のくじを持っています。当せん金額は 5 億 120 万円です。

入力例 3

入力

11 110955
128739
4352
9
3
11 110954
11 110955
11 110956
12 110956
-1 -1

出力

700000000

1 等は 11 組 110955 番です。
2 等は 128739 番です。
3 等は下 4 桁が 4352 番です。
4 等は下 2 桁が 09 番です。
5 等は下 1 桁が 3 番です。

購入者は

• 11 組 110954 番（1 等の前後賞）
• 11 組 110955 番（1 等）
• 11 組 110956 番（1 等の前後賞）
• 12 組 110956 番（はずれ）

のくじを持っています。当せん金額は 7 億円です。

入力例 4

入力

11 110955
128739
4352
9
3
11 134352
22 164352
33 134509
44 134569
55 133333
66 155555
-1 -1

出力

23300

1 等は 11 組 110955 番です。
2 等は 128739 番です。
3 等は下 4 桁が 4352 番です。
4 等は下 2 桁が 09 番です。
5 等は下 1 桁が 3 番です。

購入者は

• 11 組 134352 番（3 等）
• 22 組 164352 番（3 等）
• 33 組 134509 番（4 等）
• 44 組 134569 番（はずれ）
• 55 組 133333 番（5 等）
• 66 組 155555 番（はずれ）

のくじを持っています。当せん金額は 2 万 3300 円です。

入力例 5

入力

99 199999
156789
5599
99
9
99 100000
11 100000
22 199999
33 125599
-1 -1

出力

100116600

1 等は 99 組 199999 番です。
2 等は 156789 番です。
3 等は下 4 桁が 5599 番です。
4 等は下 2 桁が 99 番です。
5 等は下 1 桁が 9 番です。

購入者は

• 99 組 100000 番（1 等の前後賞）
• 11 組 100000 番（はずれ）
• 22 組 199999 番（1 等の組違い賞、4 等、5 等）
• 33 組 125599 番（3 等、4 等、5 等）

のくじを持っています。当せん金額は 1 億 11 万 6600 円です。

ヒント

• 123456 の下 4 桁を調べる場合、123456 % 10000 で求めることができます。
• 1 等前後賞の番号（前）、前後賞の番号（後）をそれぞれ表す変数 firstNumberBefore, firstNumberAfter をあらかじめ作成しておくと、比較が簡単になります。
• 採点では、上記の入力例とは異なるデータでチェックします。

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第 5 回は 🛜 オンデマンド講義

次週は出張のためオンデマンド講義です。講義ページを自分で読み進め、いつもどおり課題を提出してください。講義のライブ配信や動画はありません。教室は開室しています。講義日に Moodle で質問をすると、翌日までにスピード対応します。