Karel（プログラミング言語）

ロボットのカレル

パラダイム	手続き的な
デザイン：	リチャード・E・パティス
初登場	1981
Webサイト	出典:
方言
いくつかのローカライズされた言語のバリエーション
影響を受けた
パスカル
影響を受けた
Karel++、AgentSheets、Guido van Robot

カレルは、リチャード・E・パティスが著書『カレル・ザ・ロボット：プログラミング芸術への優しい入門』で作成した、初心者向けの教育用プログラミング言語です。パティスは、カリフォルニア州スタンフォード大学の授業でこの言語を使用しました。この言語は、チェコの作家カレル・チャペックにちなんで名付けられました。彼は、戯曲「RUR」でロボットという言葉を導入しました。^{[1] [2]}

Karel のプログラムは、通り (左右) と大通り (上下) のグリッドで構成される環境で生活する Karel という単純なロボットをmove制御するために使用されます。Karel は、 (Karel は向いている方向に 1 マス移動する)、turnLeft(Karel は左に 90 度回転する)、putBeeper(Karel は立っているマスにブザーを置く)、(Karel は立ってpickBeeperいるマスからブザーを持ち上げ)、(Karel は電源をオフにしturnoff、プログラムが終了する) という 5 つの基本的な命令を理解します。Karel は、自分が立っている場所にブザーがあるかどうか、自分の隣に障害物があるかどうか、向いている方向など、自分の周囲の環境に関するブール クエリを実行することもできます。プログラマーは、5 つの基本命令に基づいて定義し、条件付き制御フローステートメントと環境クエリを使用し、構造を使用することで、追加の命令を作成できます。^{[引用が必要]}ifwhileiterate

以下は Karel 構文の簡単な例です。

プログラム開始
 
 turnRight を次のように定義します
 始める
   左折してください;
   左折してください;
   左折してください;
 終わり
 
 実行開始
   3回繰り返す
   始める
     右折;
     動く
   終わり
   消す
 実行終了
 
プログラム終了

以下はPythonプログラミング言語におけるKarelの実装です。^[3]他の実装も利用可能です。

以下はプリミティブ関数です。

move(): カレルは向いている方向に1マス移動します。

turn_left()カレルは90度左に曲がります。

put_beeper(): カレルは現在のマスにブザーを置きます。

pick_beeper(): カレルは現在のマスからブザーを拾います。

paint_corner(COLOR_NAME): Karel は現在のコーナーを色で塗ります。使用可能な色のリストは限られています。

Karel プログラムは次のように構成されます。

• コメント: で始まる行は#コメントであり、インタープリターによって無視されます。
• Karel の関数はdef、 、関数名、括弧を使用して宣言されます。関数の本体は、後続の行に続きます。
• main(): プログラムの実行はmain関数を実行します。他の関数は呼び出されない限り実行されません。

Karel は、その世界における特定の条件に応答できます。

front_is_clear(),beepers_present(), beepers_in_bag(), left_is_clear(), right_is_clear(), facing_north(), facing_south(), facing_east(), facing_west()

そしてその逆も同様です。

front_is_blocked(), no_beepers_present(), no_beepers_in_bag(), left_is_blocked(), right_is_blocked(), not_facing_north(), not_facing_south(), not_facing_east(), not_facing_west().

現在のブロックの色を で確認することもできますcorner_color_is(COLOR_NAME)。

制御構造には 2 つあります。

• ifおよびを使用した条件付き実行else。
• forおよびを使用したループwhile。

この言語は、さまざまなクローンや類似の教育用言語の開発に影響を与えました。この言語は初心者向けであるため、チェコ語など一部の言語ではローカライズされたバリアントが存在します(このプログラミング言語はチェコスロバキアで非常に人気がありました)。

Karel の原理は、Karel++ と呼ばれる新しいプログラミング言語のオブジェクト指向プログラミングパラダイムに更新されました。Karel++ は概念的には Karel に基づいていますが、 Javaに似たまったく新しい構文を使用します。

REALbasicの実装であるrbKarel ^[4]は、ループや条件文にBASIC構文を使用したRBScript環境内で基本的なKarelコマンドを提供します。この教育プロジェクトは、シングルステップや音声出力を含むKarel実験用のクロスプラットフォームGUIを提供します。

カレルにヒントを得た言語と環境である Robot Emil ^[5]は、ロボットの世界の3Dビューを使用します。Robot Emilは、壁、窓（透明）、水、草を描くために配置できるオブジェクトの大きなパレットを提供します。カメラは3D環境内を自由に移動できます。ロボットは、GUIのボタンを使用して対話的に制御することも、Emilのカレル風プログラミング言語で書かれたプログラムによって制御することもできます。作者は、このプログラムは学校、学生、子供が無料で使用できると述べています。バージョンは英語、チェコ語、スロバキア語で利用できます。

FANUC Roboticsのロボットのプログラミングには、 Karel とも呼ばれる独自の言語が使用されています。ただし、 FANUC Karel はPascalから派生したものです。

この言語は、 CodeHSによってJavaScriptの Karel the Dog としても実装されています。元の言語と同様に、この実装ではグリッド ワールドで Karel が使用されています。プログラマーは Karel のシンプルなコマンド ボキャブラリーを使用して構築し、プログラミング タスクを実行します。ポケベルを置いたり拾ったりする代わりに、Karel the Dog はテニス ボールを置いたり拾ったりします。

カレルのドイツ語版は「ロボット・カレル」と呼ばれています。^[6]

• 教育用プログラミング言語
• RoboMind - 教育的な代替プログラミング環境
• RUR-PLE - Karelのアイデアに基づいたもう1つの「Pythonを学ぶ」ツール
• CodeHS - JavaScript で Karel を使用した入門コンピュータ サイエンス教育

• リチャード・E・パティス。『ロボット カレル：プログラミング技術への優しい入門』。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、1981年。ISBN  0-471-59725-2。
• Joseph Bergin、Mark Stehlik、Jim Roberts、Richard E. Pattis。Karel ++: オブジェクト指向プログラミングの技法へのやさしい入門。John Wiley & Sons、1996 年。ISBN 0-471-13809-6。 

• カレル構文
• R. Dostal と P. Abrahamczik による xKarel (1997 年作成)
• T. ミッチェル作「カレル」（2000 年制作）
• Lee Bradley による tiny-c の Karel (2013 年作成)
• CloudMakers による iPad 用 Karel (2014 年作成)
• CodeHS による JavaScript の Karel
• Karel in Perl 5 (E. Choroba 著、2016 年作成)
• JavaScript と C++ での Karel-3D (sk) (en) (de) (es) (2017 年、2018 年作成)
• Guido van Robot (GvR) - Python のカレル (2006、2010 年作成)