数字記憶ゲーム

1. アプリ概要

数字列を一定時間表示した後に入力させる記憶力トレーニングゲーム。難易度に応じて桁数が増える。

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

• 「スタート」ボタン（start()）・「回答」ボタン（_check()）・「リセット」ボタン（reset()）で操作
• キー <Return> から _check() を実行
• messagebox.showinfo() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「数字記憶ゲーム」・サイズ 560x420 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


class App088:
    """数字記憶ゲーム"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("数字記憶ゲーム")
        self.root.geometry("560x420")
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        self.level = 3        # 桁数
        self.show_ms = 2500   # 表示時間
        self.target = ""
        self.state = "idle"   # idle / showing / answering
        self.best = 0
        self._build_ui()

    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="数字記憶ゲーム",
                 font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
                 bg="#3776ab", fg="white").pack()

        info = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc", pady=6)
        info.pack(fill=tk.X)
        self.level_label = tk.Label(info, text="レベル: 3 桁",
                                    font=("Noto Sans JP", 12),
                                    bg="#f8f9fc", fg="#3776ab")
        self.level_label.pack(side=tk.LEFT, padx=20)
        self.best_label = tk.Label(info, text="自己ベスト: -",
                                   font=("Noto Sans JP", 12), bg="#f8f9fc")
        self.best_label.pack(side=tk.RIGHT, padx=20)

        self.display = tk.Label(self.root, text="スタートを押してね",
                                font=("Consolas", 48, "bold"),
                                bg="white", relief=tk.GROOVE,
                                width=14, height=2)
        self.display.pack(pady=15)

        self.entry = ttk.Entry(self.root, font=("Consolas", 18),
                               justify="center", width=18)
        self.entry.pack()
        self.entry.bind("<Return>", lambda e: self._check())

        btns = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc")
        btns.pack(pady=10)
        ttk.Button(btns, text="スタート", command=self.start).pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        ttk.Button(btns, text="回答", command=self._check).pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        ttk.Button(btns, text="リセット", command=self.reset).pack(side=tk.LEFT, padx=4)

        self.fb = tk.Label(self.root, text="", bg="#f8f9fc",
                          font=("Noto Sans JP", 12))
        self.fb.pack()

    def start(self):
        """次のラウンドを開始する"""
        self.state = "showing"
        self.target = "".join(random.choices("0123456789", k=self.level))
        self.display.config(text=self.target, fg="#3776ab")
        self.entry.delete(0, tk.END)
        self.fb.config(text="しっかり覚えて！")
        # 表示時間を桁数に応じて調整
        self.show_ms = 1500 + self.level * 250
        self.root.after(self.show_ms, self._hide)

    def _hide(self):
        """数字を隠して入力フェーズに入る"""
        self.display.config(text="? ? ?", fg="#999")
        self.fb.config(text="入力してください")
        self.state = "answering"
        self.entry.focus_set()

    def _check(self):
        """入力された数字を判定する"""
        if self.state != "answering":
            return
        ans = self.entry.get().strip()
        if ans == self.target:
            self.fb.config(text=f"正解！ 次は {self.level + 1} 桁", fg="green")
            if self.level > self.best:
                self.best = self.level
                self.best_label.config(text=f"自己ベスト: {self.best} 桁")
            self.level += 1
            self.level_label.config(text=f"レベル: {self.level} 桁")
            self.root.after(900, self.start)
        else:
            self.fb.config(text=f"不正解。正解は {self.target}", fg="red")
            self.display.config(text=self.target, fg="#3776ab")
            messagebox.showinfo("ゲーム終了",
                                f"{self.level - 1} 桁まで成功しました")
            self.state = "idle"

    def reset(self):
        """初期状態に戻す"""
        self.level = 3
        self.state = "idle"
        self.target = ""
        self.level_label.config(text="レベル: 3 桁")
        self.display.config(text="スタートを押してね", fg="#333")
        self.entry.delete(0, tk.END)
        self.fb.config(text="")


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App088(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

数字記憶ゲームのコードを、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 app088.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

   App088 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("数字記憶ゲーム")・geometry("560x420")・configure(bg="#f8f9fc") 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×3・tk.Label×5・ttk.Entry・ttk.Button×3 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（start()・_check()・reset()）につなぎます。bind("<Return>", ...) の登録も忘れずに。

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 start()（10行）・_hide()（6行）・_check()（19行）・reset()（9行） を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app088.py で起動し、各ボタンが反応すること・キー操作（<Return>）が効くことを確認します。

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）。

1. 課題1：リセットしたら次の出題を止める

   正解した直後に「リセット」を押しても、0.9秒後に次の問題が勝手に始まります。予約された出題を取り消せるようにしましょう。

   期待結果：正解して「正解！ 次は 4 桁」が出ている間に「リセット」を押す。いまは0.9秒後に数字が現れるが、直したあとは「スタートを押してね」のまま止まる。

   合格条件

   • 正解直後にリセットしても、次の問題が始まらない
   • リセットのあとで「スタート」を押せば3桁から出題される
   • リセットしない普段の流れでは、これまでどおり0.9秒後に次が出る

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは3か所です。__init__() に self._next_id = None を1行、_check() の self.root.after(900, self.start)、そして reset() の先頭です。
   ヒント②（使うもの）: 予約は self._next_id = self.root.after(900, self.start) と受け取ると番号が残ります。reset() では if self._next_id is not None: の中で self.root.after_cancel(self._next_id) を呼び、そのあと None に戻します。
   つまずきやすい点: 番号を確かめずに after_cancel() を呼ぶと、まだ一度も出題していない状態で ValueError: id must be a valid identifier returned from after or after_idle が出ます。数字の表示中にリセットした場合は、start() が仕込んだ self.root.after(self.show_ms, self._hide) が残っているため、少し後に表示が「? ? ?」へ変わります。こちらも同じやり方で番号を控えれば止められます。

2. 課題2：数字が何秒表示されるかを見せる

   表示時間は桁数に合わせて伸びますが、画面のどこにも出ていません。案内の文にその秒数を足しましょう。

   期待結果：「スタート」を押すと、案内が「しっかり覚えて！（2.25 秒）」になる。正解して4桁に上がると「（2.50 秒）」に変わる。

   合格条件

   • 3桁のとき 2.25 秒、4桁のとき 2.50 秒と出る
   • 数字が消えるまでの実際の長さと、出ている秒数が合っている
   • 「リセット」を押すと案内が空に戻る

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは start() の中の2行です。self.fb.config(text="しっかり覚えて！") と self.show_ms = 1500 + self.level * 250 の順番を入れ替えます。
   ヒント②（使うもの）: 先に self.show_ms を計算し、そのあと self.fb.config(text=f"しっかり覚えて！（{self.show_ms / 1000:.2f} 秒）") と書きます。self.show_ms はミリ秒なので、1000 で割って秒に直します。
   つまずきやすい点: 順番を入れ替えずに文だけ直すと、1つ前のラウンドの秒数が出ます。self.show_ms を計算しているのは fb.config より後ろで、最初のラウンドでは __init__() の初期値 2500 がそのまま使われるからです。3桁なのに「2.50 秒」と出たら、これが原因です。なお書式を :.1f にすると 2.25 は「2.2」と表示されます（Python は 0.5 を偶数側へ丸めるため）。

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。