Sub-Python（PyLite）の構文

bot のコードを動かしているのは PyLite という、このゲームのために書かれた Python の処理系です。 本物の Python（CPython）ではなく、Python の一部だけを実装したものです。 このページでは「どこまで書けるか」と「なぜそこで線を引いたか」を説明します。

書ける構文

分類	書けるもの
制御構造	if / elif / else / while / for ... in range() / for ... in <リスト> / break / continue / pass
演算	+ - * / // % **、比較（a < b < c のような連鎖も可）、and or not、in / not in、x if 条件 else y
代入	= += -= *= /= //= %= **=、タプルアンパック（a, b = b, a）
変数	ローカル変数、グローバル変数（global 宣言）
関数	def（引数・戻り値あり。デフォルト引数はなし）、呼び出し側のキーワード引数（sorted(xs, key=f)）
データ構造	list、tuple、dict（リテラル・添字・スライス）、属性アクセス（state.me.x）
組み込み	math.*、len / min / max / abs / sum / range / sorted / int / float / round / str / bool / list / tuple / dict / enumerate / zip / print、ゲーム専用のヘルパー
メソッド	list: append / pop / insert / remove / index / count / reverse / sort dict: get / keys / values / items / pop str: upper / lower / strip / split / join / replace / startswith / endswith / find / count

state["me"]["x"] と state.me.x はどちらでも書けます。 辞書のかっこと引用符は初めて読む人には記号が多いので、点（.）でも読めるようにしてあります。

変数名は日本語で書けます

PyLite は Python 3 と同じく、ひらがな・カタカナ・漢字の変数名を受け付けます。

敵までの距離 = distance(state.me.x, state.me.y, state.enemy.x, state.enemy.y)
if 敵までの距離 < 5.0:
    fire = True

ブロックで組み立てるときの変数名が日本語なので、 Python に切り替えたときも同じ名前がそのまま残るようにしてあります。

書けない構文と、その理由

禁止されている構文は、実行時ではなく読み込みの時点で断られます。 import os と書いた bot は「走って途中で止まる」のではなく、そもそも始まりません。

書けないもの	断る理由
import / from ... import	サンドボックス
open	サンドボックス
eval / exec	サンドボックス
__ で始まる名前	サンドボックス
class	サンドボックス／ブロックに変換できない
lambda	ブロックに変換できない
リスト内包表記	ブロックに変換できない
try / except	ブロックに変換できない
デコレータ、is、del	ブロックに変換できない

理由は大きく 3 つに分かれます。順に見ていきます。

理由 1：安全性（サンドボックス）

CodeTank Arena では、他の人が書いた bot を自分の端末で動かします。 対戦相手が CPU であっても、将来ほかの人の bot と戦うようになっても同じです。 つまり「知らない人が書いたプログラムを、自分のブラウザで実行する」ことになります。

ふつうならこれはとても危ない話です。PyLite はそこを構造で解決しています。

bot のコードが JavaScript として実行されることは、一度もありません。 PyLite はソースを自前の構文木（AST）に読み替え、それをたどって解釈するだけです。 eval も Function も使いません。

そのうえで、bot から見える世界にはゲームのヘルパーと math しか置いていません。 globalThis、window、fetch にたどり着く名前が、そもそも存在しないのです。

import を許してしまうと、この前提が崩れます。 open でファイルを読めたら、eval で好きな文字列を実行できたら、__ 始まりの名前で 内部の仕組みに手が届いたら、その 1 つで囲いが破れます。 だからパーサの時点で拒否します。「あとで検査する」より確実だからです。

import os                 # ✗ import は使えません
import math               # ✗ これも書けません

math.sqrt(2.0)            # ○ math は import なしで、最初から使えます
math.pi                   # ○

import math まで断るのは意地悪に見えるかもしれませんが、理由があります。 math は「読み込むモジュール」ではなく、最初からそこにある道具として置いてあるからです。 import という入口を 1 つも開けないほうが、囲いは単純で確実になります。

理由 2：ブロックと行き来できること

CodeTank Arena では、ブロックで組んだものが Python になり、Python がブロックに戻ります。 画面を切り替えるたびに、コードは構文木から作り直されます。

このとき、ブロックで表せない構文があると往復が壊れます。 Python 側で書いた lambda がブロックに戻せないと、ブロック画面に切り替えた瞬間に消えてしまう。 これは「生徒が書いたコードをアプリが勝手に書き換える」ということで、起きてはいけません。

リスト内包表記や lambda を断っているのは、危ないからではなくこの往復を守るためです。 表現力としては、for 文で書けば同じことができます。

# ✗ リスト内包表記は使えません
dists = [distance(0, 0, p[0], p[1]) for p in points]

# ○ for 文で書きます
dists = []
for p in points:
    dists.append(distance(0, 0, p[0], p[1]))

エラーメッセージも、この方針に合わせて「代わりにどう書くか」を返します。 たとえば内包表記なら「リスト内包表記は使えません。for 文で書きましょう」と出ます。

理由 3：決定論と、命令数バジェット

同じ試合はどの端末でも同じ結果になる必要があります（決定論）。 これを守るために、PyLite は次の点を保証しています。

項目	PyLite でのふるまい
dict を回す順番	入れた順を保証する
sorted / list.sort	安定ソートを保証する（同じ値の並びが崩れない）
set	未実装。list と in で代用する
乱数	random は使えない。試合ごとにシードを固定した rand() / randint() / choice() を使う

set がないのは意地悪ではありません。集合は要素を回す順番が実装に左右されやすく、 順番が変わると試合の結果が変わってしまうからです。

時間で打ち切らず、命令数で打ち切る

無限ループの bot を止める必要があります。 しかし「1 秒経ったら打ち切る」という作りにはできません。 速い端末と遅い端末で、止まる場所が変わってしまうからです。それは決定論が壊れるということです。

そこで PyLite は、文や式をいくつ評価したかを数えます。

項目	上限	超えたら
update 1 回あたり	150,000 命令	その tick は前回の入力を維持
setup	1,000,000 命令	受け付けない
1 試合での超過の許容	3 回	4 回目で行動停止
リスト・文字列の要素数	各 100,000	MemoryError
再帰の深さ	100	RecursionError
ソースコードの長さ	32 KB	受け付けない

数え方は端末によらないので、どこで走らせても同じ場所で止まります。

重い処理は、ちゃんと重い

find_path_bfs のような経路探索は TypeScript で書かれた組み込み関数ですが、 広げたマスの数に応じて命令数が加算されます。 「組み込みだから速い、使い放題」にはなっていません。

毎 tick 迷路を解き直す書き方は平均 700 命令弱、 経路を覚えておいて使い回す書き方は平均 100 命令ほどです。 計算量の差が数字として見えるように、わざとこうしてあります。

なお 150,000 という上限はかなり余裕があります。 毎 tick A* で全体を探索しても収まる水準なので、 ふつうに書いていてバジェットで事故ることはありません。

共通テスト用プログラム表記との対訳

大学入学共通テストの『情報Ⅰ』は、Python そのものではなく疑似言語で出題されます。 CodeTank Arena は同じコードを疑似言語の表示に切り替えられるので、 授業や試験対策でそのまま使えます。

2 種類あります

疑似言語には新旧 2 つの記法があります。

	旧：手順記述標準言語（DNCL）	新：共通テスト用プログラム表記
使われる試験	〜2024 年度・情報関係基礎	2025 年度〜・情報Ⅰ
代入	x ← 1	x = 1
真偽値	真 / 偽	True / False
論理演算	かつ / または / でない	and / or / not
ブロックの閉じ方	を実行する	コロンと字下げ（Python と同じ）

このアプリが実装しているのは新しいほうです。

対訳表

概念	Python	共通テスト用プログラム表記
代入	x = 1	x = 1（同じ）
真偽値	True / False	True / False（同じ）
条件分岐	if 条件:	もし 条件 ならば:
〃（2 つめ以降）	elif 条件:	そうでなくもし 条件 ならば:
〃（どれでもない）	else:	そうでなければ:
反復（回数）	for i in range(a, b):	i を a から b-1 まで 1 ずつ増やしながら繰り返す:
反復（リスト）	for p in points:	p を points の要素それぞれについて繰り返す:
反復（条件）	while 条件:	条件 の間繰り返す:
反復を抜ける	break	繰り返しを抜ける
次の反復へ	continue	次の繰り返しへ進む
論理演算	and / or / not	and / or / not（同じ）
整数の割り算	//	÷
表示	print(n)	表示する(n)
要素数	len(points)	要素数(points)
距離を求める	distance(a, b, c, d)	距離(a, b, c, d)
向きを求める	angle_to(a, b, c, d)	向き(a, b, c, d)
戻り値	return x	x を返す
関数定義	def 名前(引数):	関数 名前(引数) を次のように定義する:

+= のような複合代入は、共通テスト表記には無いので x = x - 1 の形にほどいて表示されます。

並べて見る

左が書いた Python、右がアプリの表示を切り替えたときに出るものです。

Python

def sample(points, x, enemy_dist):
    total = 0
    for i in range(0, 10, 1):
        total = total + i
    for p in points:
        if p > 3:
            break
    while x > 0:
        x -= 1
    if enemy_dist < 3:
        fire = True
    elif enemy_dist < 8:
        fire = False
    else:
        drive = "forward"
    print(total)
    return total

共通テスト用プログラム表記

関数 sample(points, x, enemy_dist) を次のように定義する:
    total = 0
    i を 0 から 9 まで 1 ずつ増やしながら繰り返す:
        total = total + i
    p を points の要素それぞれについて繰り返す:
        もし p > 3 ならば:
            繰り返しを抜ける
    x > 0 の間繰り返す:
        x = x - 1
    もし enemy_dist < 3 ならば:
        fire = True
    そうでなくもし enemy_dist < 8 ならば:
        fire = False
    そうでなければ:
        drive = "forward"
    表示する(total)
    total を返す

「0 から 10 まで」は 10 を含みます

Python の range(0, 10) は 10 を含みません（0〜9 の 10 個）。 いっぽう共通テスト表記の「0 から 10 まで」は 10 を含みます。

そのまま訳すと意味が変わってしまうので、 range(a, b) は「a から b-1 まで」と書き出しています。 上の例で range(0, 10, 1) が「0 から 9 まで」になっているのはこのためです。

なお、関数定義の書式は公式には規定されていません。 このアプリでは、問題文でよく見る 関数 名前(引数) を次のように定義する: を採っています。

エラーは日本語で出ます

処理系のエラーをそのまま出しても、学び始めた人には読めません。 PyLite は構文エラーを最初から日本語で返し、実行時のエラーも日本語に直して表示します。 行番号も出ます。

もとのエラー	表示
NameError: name 'enmy' isn't defined	enmy という名前が見つかりません。enemy の打ち間違いではありませんか？（5 行目）
IndexError: list index out of range	リストの範囲外を読もうとしています。要素数より大きい番号を使っていませんか？（8 行目）
ZeroDivisionError: divide by zero	0 で割ろうとしています。割る数が 0 になっていないか確かめましょう。（22 行目）

つぎに読む

• ここで説明した構文で書いた実例 → 偏差射撃
• 幾何の話をもう少し → 跳弾のしくみ