乱数サイコロ

1. アプリ概要

1〜6の目を複数個同時に振れるアプリ。Canvas上にサイコロの目をグラフィックで描画する実践課題。

このアプリはgamesカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）、難易度は ★☆☆ です。

このアプリは「ゲーム」カテゴリです。ゲーム実装は GUI イベント処理・状態管理・描画ループを同時に学べる教材で、画面・入力・ロジックの三層分離の感覚が掴めます。tkinter（標準ライブラリ） を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

動かしながら読むことが理解の最短経路です。まずはコードをコピーして実行し、想定どおりに動くことを確認したうえで解説と照らし合わせてください。

カスタマイズでは「機能追加」「UI 改善」「エラー耐性」の三方向で考えると視野が広がります。練習問題にもそれぞれの方向の具体例を用意しています。

2. 機能一覧

• 「🎲 振る」ボタン（roll()）で操作
• messagebox.showerror() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「乱数サイコロ」・サイズ 680x441 で起動

3. 事前準備・環境

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は標準ライブラリの範囲で動作する想定ですが、未検証です。

• Python 3.10 以上
• OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

4. 完全なソースコード

import random
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox, ttk


# 各目のドット位置（セル中心の相対座標 -1〜+1 グリッド）
PIPS = {
    1: [(0, 0)],
    2: [(-1, -1), (1, 1)],
    3: [(-1, -1), (0, 0), (1, 1)],
    4: [(-1, -1), (-1, 1), (1, -1), (1, 1)],
    5: [(-1, -1), (-1, 1), (1, -1), (1, 1), (0, 0)],
    6: [(-1, -1), (-1, 0), (-1, 1), (1, -1), (1, 0), (1, 1)],
}


class App056:
    """乱数サイコロ"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("乱数サイコロ")
        self.root.geometry("680x441")
        self.root.minsize(680, 441)
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        self.values = [1]
        self._build_ui()
        self.draw()

    def _build_ui(self):
        """UI を構築する"""
        title = tk.Frame(self.root, bg="#3776ab", pady=12)
        title.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(title, text="乱数サイコロ",
                 font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
                 bg="#3776ab", fg="white").pack()

        ctrl = ttk.LabelFrame(self.root, text="操作", padding=10)
        ctrl.pack(fill=tk.X, padx=15, pady=8)

        ttk.Label(ctrl, text="個数:").pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        self.num_var = tk.IntVar(value=2)
        ttk.Spinbox(ctrl, from_=1, to=6, textvariable=self.num_var,
                    width=4).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(ctrl, text="🎲 振る", command=self.roll).pack(side=tk.LEFT, padx=10)

        self.canvas = tk.Canvas(self.root, width=640, height=200, bg="white",
                                highlightthickness=1, highlightbackground="#ccc")
        self.canvas.pack(padx=15, pady=10)

        self.sum_label = tk.Label(self.root, text="合計: 1",
                                  font=("Noto Sans JP", 14, "bold"),
                                  bg="#f8f9fc", fg="#3776ab")
        self.sum_label.pack(pady=4)

        # 履歴
        ttk.Label(self.root, text="履歴 (最新5件):").pack()
        self.history_var = tk.StringVar(value="")
        tk.Label(self.root, textvariable=self.history_var, bg="#f8f9fc",
                 fg="#555").pack()
        self.history = []

    def roll(self):
        """サイコロを振る"""
        try:
            n = int(self.num_var.get())
        except (ValueError, tk.TclError):
            messagebox.showerror("エラー", "個数は整数で指定してください")
            return
        n = max(1, min(6, n))
        self.values = [random.randint(1, 6) for _ in range(n)]
        self.draw()
        s = sum(self.values)
        self.sum_label.config(text=f"出目: {self.values}  合計: {s}")
        self.history.insert(0, f"{self.values} (計{s})")
        self.history = self.history[:5]
        self.history_var.set("\n".join(self.history))

    def draw(self):
        """Canvas にサイコロを描画する"""
        self.canvas.delete("all")
        n = len(self.values)
        size = min(160, 600 // max(1, n))
        gap = 20
        total_w = n * size + (n - 1) * gap
        start_x = (640 - total_w) // 2
        cy = 100
        for i, v in enumerate(self.values):
            x0 = start_x + i * (size + gap)
            y0 = cy - size // 2
            self._draw_die(x0, y0, size, v)

    def _draw_die(self, x, y, size, value):
        """1個のサイコロを描画する"""
        r = size // 12
        # 本体
        self.canvas.create_rectangle(x, y, x + size, y + size,
                                     fill="white", outline="#333", width=2)
        # ドット
        cx, cy = x + size // 2, y + size // 2
        offset = size // 3
        for ox, oy in PIPS[value]:
            dx, dy = cx + ox * offset, cy + oy * offset
            self.canvas.create_oval(dx - r, dy - r, dx + r, dy + r,
                                    fill="#1f2933", outline="")


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App056(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

乱数サイコロのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

1. 1
   ファイルを作成する

   新しいファイルを作成して app056.py と保存します。使うのは random・tkinter だけなので、追加インストールは不要です。

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App056 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("乱数サイコロ")・geometry("680x441")・configure(bg="#f8f9fc")・minsize(680, 441) をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame・tk.Label×3・ttk.LabelFrame・ttk.Label×2・ttk.Spinbox・ttk.Button・tk.Canvas を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（roll()）につなぎます。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である roll()（15行）・draw()（13行）・_draw_die()（13行） を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app056.py で起動し、各ボタンが反応することを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は定型の発展課題です）。どちらの課題も新しいライブラリは要りません（起動して「🎲 振る」を押すだけで確かめられます）。

1. 課題1：ゾロ目のときだけ履歴に印を付ける

   履歴は出目と合計だけが並びます。すべて同じ目が出た回をあとから見つけられるよう、履歴に印を足しましょう。

   期待結果：個数2で振って [4, 4] が出たとき、履歴の1行目が [4, 4] (計8) ★ゾロ目 になる。[2, 5] のときは [2, 5] (計7) のまま。

   合格条件

   • 2個以上で全部同じ目のときだけ ★ゾロ目 が付く
   • 個数1のときは付かない
   • 履歴は今までどおり最新5件までしか残らない

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。roll() の self.history.insert(0, f"{self.values} (計{s})") です。
   ヒント②（使うもの）: set() は重複を取り除くので、全部同じ目なら len(set(self.values)) は1になります。mark = " ★ゾロ目" if len(set(self.values)) == 1 and len(self.values) >= 2 else "" を作り、f 文字列の末尾に {mark} を足しましょう。
   つまずきやすい点: len(set(self.values)) == 1 だけで判定すると、個数1のときは要素が必ず1個なので毎回ゾロ目になります。合計欄は self.sum_label.config(...) で別に作っているため、履歴だけ直しても合計欄には印が付きません。

2. 課題2：4個以上でサイコロが画面からはみ出すのを直す

   個数を増やすとサイコロの大きさは自動で小さくなりますが、あいだの隙間が計算に入っていません。隙間の分を差し引いて、6個でも全部が収まるようにしましょう。

   期待結果：個数6で「🎲 振る」を押すと、6個すべての外枠が見える。いまは1辺100ピクセル・隙間20ピクセルで全体が700ピクセルになり、幅640ピクセルの Canvas から左右に30ピクセルずつはみ出して枠が切れる。

   合格条件

   • 個数6でも、左端と右端のサイコロの枠線が切れずに見える
   • 個数1〜3のときの大きさは今までどおり（1辺160ピクセル）
   • 合計欄と履歴の表示は変わらない

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは2か所です。draw() の size = min(160, 600 // max(1, n)) と、その次の行の gap = 20 です。この2行は順番と式の両方を変えます。
   ヒント②（使うもの）: 隙間の合計は (n - 1) * gap です。gap = 20 を先に書いてから size = min(160, (600 - (n - 1) * gap) // max(1, n)) にすると、6個で1辺83ピクセル・全体598ピクセルとなり Canvas に収まります。
   つまずきやすい点: gap = 20 の行を上に移さずに size の式で使うと UnboundLocalError が出ます（Python 3.12 のメッセージは cannot access local variable 'gap' where it is not associated with a value）。min(160, ...) を外すのも禁物で、個数1のとき1辺600ピクセルになり、高さ200ピクセルの Canvas に収まりません。

3. 課題3：保存機能の追加

   処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。