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■名前付きセルのあるエクセルのワークシートをC++言語プログラムに変換してみよう　

これまで「続　エクセルの計算ワークシートをRubyでC言語に変換してみよう」や「エクセルの計算ワークシートをRuby計算スクリプトに変換してみよう」で、エクセルの表計算シートを他の言語のプログラムに変換する、なんていうことをしてきました。ここで想定している「エクセルの表計算シート」というのは、「エクセルで作った離散化シミュレーション用.xlsシート」を主眼に置いています。つまり、何らかの方程式を差分化し、エクセルシート上でその差分化された空間を表現し、反復収束計算ことで求めたい結果を得る、そんなためのエクセルシートを主眼に置いています。

　ところで、そんな風にエクセルシートを使うときには、セルに名前をつけたくなります。たとえば、真空の透磁率をA1セルに入れたら、そのセルを"A1"セルでなく、"eps"なんていう名前で参照したくなります。そこで、たとえばこんな風にセルに名前をつけます。すると、そのセルの値を、"A1"というようにも参照できるのに加えて、"eps"なんていう名前でもアクセスすることができるようになります。そうすれば、他のセルでは"=eps*4"なんていう風に数式を入力することができるわけです(参考ビデオ）。

　そこで、今回は名前付きセルを使ったエクセルのワークシート（簡単のために、一枚目のシートだけを使ったエクセルブックを前提にしています）をC++言語プログラムに変換するRubyスクリプトを書いてみました。変換用のRubyスクリプトや、名前付きセルを使った（ラプラス方程式を解く）エクセルシートや、エクセルシートから変換・作成されたC++言語ソースファイルは、ここに置いておきました。このサンプルのエクセルファイルでは、中心のセルの値を変化させるために入れるセルに"centerVal"という名前を付けています。そのため、変換されたC++ソースには、

  C3=centerVal;

names={}
book.names.each do |name|
  cell=$1.gsub('$','') if /!([^!]+)$/=~name.RefersTo
  names[cell]=name.name
end

　名前付きセルを使ったエクセルシートを使い物理定数や中間変数などをわかりやすく表現した上で、離散化シミュレーションをシート上の「いかにもわかりやすく「差分化された空間で」実感した後に、（その自分自身が作ったスプレッド・シートを元に）変数の名前が（少なくともA1とかD4とかいう名前よりは）わかりやすいシミュレーションプログラムが自動生成されるとしたら、つまり、自分自身がスプレッド・シート上で作ったものが、C++言語の（もちろん他の言語でも）プログラム・ソースとして眺めることができるとしたら、…これって結構面白いと思いません？

■愚者は教えたがり、賢者は学びたがる。　

　「スプレッドシートを使ったシミュレーション入門」という講習会を、何回か手伝っている。その講習会が開催されて何回目かのとき、離散粒子法（DEM）の第一人者といっても良い研究者が、その講習会に参加申し込みをしてきて、実際、エクセルを使っていたって真面目に計算作業をしていた。

　愚者は教えたがり、賢者は学びたがる。

チェーホフ

　学びたがる人は賢者であることが多く、教えたがる人は愚者であることが多い。

■「電子ペーパー」でもあるエクセルは、プロトタイピングに向いている。　

　オライリーの「Excelプロトタイピング ―表計算ソフトで共有するデザインコンセプト・設計・アイデア 」を読みました。この本は、Excelを代表とする表計算（スプレッド・シート）ソフトで、アプリケーションやWEBページの「見た目」や「大まかな動作」の試作品（プロトタイプ）を簡単に作る方法を解説したものです。一番最初は、「えっ？これがオライリーの本!?」と驚くくらい、カラーページが多く、画面キャプチャをふんだんに使いつつ「やり方の説明」が書かれている本です。

　「エクセル＝時間泥棒」という等式が成り立つ、と私は感じています。ただし、この等式が成立するのはある条件下においてであるとも思っています。その条件とは、「定型的な作業で、とても簡単に自動化できることのはずなのに、それを人が繰り返し似たような作業を時間をかけて行っている場合」「（エクセルでない）違う道具を使えば、簡単に（作成した）道具の再利用が可能になるだろう場合」というものです。

　そういった場合でないならば、たとえば、「一回こっきりの作業」や「一番最初のアイデアスケッチ」をするような時であるならば、エクセルを使うのは悪くない選択肢だと思っています。だから、「（とっても簡単な）プロトタイピング」であれば、Excelを使って「やってみる」こともあります。

　エクセルは、良くも悪くも、まさに「見たまま」に作業をすることができます。その「特徴」は、「（非常に簡単な）プロトタイピング」をする時には、「特長」すなわち長所になります。ところが、複雑なものを作ろうとする場合になると、その特徴はまさに短所になってしまうのです。たとえば、画面内にとても収まらないような巨大なスプレッド・シートを作る羽目（はめ）になってしまったりします。

　あくまで、比較的簡単で小さなものを作るという条件下において、見た目そのままに思いつくままに作業することができるエクセルは、なかなか現実的な「プロトタイピング開発環境」になると感じているです。

　私は、エクセルは「電子ペーパー」だと思っています。もともと、紙上で行っていた集計作業を楽にするために作られたのが表計算ソフト（VisiCalc）であって、エクセルはその流れから生まれたものです。「プロトタイピング」という作業には、一番「紙＝ペーパー」が最適だと（より正確にいえば、ホワイトボード＋記録媒体という組み合わせが一番良いと思っています）、旧ザクならぬ旧世代の私は思っています。だから…というのも変ですが、「電子（処理機能を備えた）ペーパー」でもあるエクセルは、プロトタイピングに向いているように感じられます。

　ところで、本書のタイトル「Excelプロトタイピング」には、「やられた」と思いました。なぜなら、私が編集者だったとしたら、そういうタイトルの（シリーズ）本を作ってみたいと思っていたからです。「Excelでプロトタイピング～○×編～」という本をいくつか、編集者として作ってみたかったのです。そして、自分自身、そこから学んでみたかったのです。

　その思いは、たぶん自動的に下に出てくるだろう、この記事の「関連お勧め記事」を読む、を眺めればわかるだろうと思います。

■あみだくじシミュレーションをエクセルでプロトタイピングしてみよう　

　「電子ペーパー」でもあるエクセルは、プロトタイピングに向いている。と書いたので、今日は「あみだくじシミュレーション」をExcelで適当に書いて（描いて）みました。そうでした、私は自分自身で作ることが好きなのでした。

作成したエクセルのファイルは、ここに置いておきます。ワークシートの説明（あるいは修正）や、ワークシートを使って色々なことを考えてみよう、ということは明日以降にしてみようと思います。とりあえず、このエクセルのワークシートを実行しているところを動画キャプチャしたものが、下の動画です。

　このエクセル・ワークシートは、循環参照を使い、また計算順序を考慮したバッファリングを使うことで計算が成り立っています。ただし、エクセルの実装の仕組みのために、手動計算を行うためにF9を押しっぱなしにしても、反復計算が全セルに渡って行われるわけではないように思えます(これは検証していない未確認情報です）。そのため、計算を確実に行わせようと思うなら、今のところ、（あみだくじの横棒の数だけ）F9を連打する必要があります。

　あみだくじを考えるなら群論を使えとか、IF関数を使うのであればVBAを使うやり方と大して変わらないのでは？とか、エクセルでない他のプログラミング言語を使った方がよっぽど楽にプロトタイピングをすることができるのに…!?という感想も多々出てくるだろうと思います。

　とはいえ、今日はとりあえず、あみだくじシミュレーションをエクセルでプロトタイピングしてみました。（加減乗除だけで実現したのではない）つまらない実装ですが、（あくまで）暇なときに眺めて遊んで頂ければ、幸いです。

■続々々 エクセルのワークシートをC++言語プログラムに変換してみよう!　

　エクセルで（反復計算を用いた）循環参照が行われている計算シートと同じ計算を、C++言語で行うためのC++ソースコードを自動生成するRubyスクリプトを少しだけ更新してみました（github）。

　追加したのは、計算した結果を表示する機能と、無駄な数値代入計算をさせないようにしたという部分です。

　使い方は、とっても簡単。たとえば、

ruby xls2cpp.rb sample.xls > sample.cpp

cl /EHsc /Ox sample.cpp

　　というわけで、エクセルで（たとえば偏微分方程式を離散化して解く）コードをチョチョイと感覚的にプロトタイピングした上で、後はC++コードに変換し・最適化をかけまくる…という、「エクセルプロトタイピング＋最適化C++コード自動生成」シミュレーションをしてみるのはいかがでしょう？