筑波大学 Linux User Group (つくらぐ) http://www.tsukuba-linux.org/

1. C言語の課題を
(エクストリームに)解こう
techno@Hirotaka Kawata
筑波大学 情報学群 情報科学類 1年

2. プログラミング入門1の課題
ここからみれます。
今回は、課題2 をやります。
http://www.ialab.is.tsukuba.ac.jp/~maeda/class/prog1/
多分、みなさんなら、きっと簡単な課題でしょう！
僕には、むずかしすぎて...(笑
ちょっと、情報科学類1年生の内輪向けですが...

3. ここでやること。
プログラミング入門 1 の課題を、究極の形で、皆さんと一緒に解いて
きましょう。
条件:
課題の本来の趣旨を守る
無理しすぎない
なるべく効率の良いコードを(?)

4. やってみよう。
そうしよう。

5. 課題1
整数を入力し，入力された値が偶数か奇数かを判定して出力するプ
ログラムを作成しなさい．
よくありそうな、課題ですねー。
きっと頭にうかんだ演算子は...

6. %
ですよね....

7. 念のため、聞いておきます。
多分いちばん代表的なやり方は
if(i % 2) { 奇数 }
else { 偶数 }
% (あまりを求める演算子) 以外を使おうとした人。
いてほしい...

8. もし % が使えなかったら...
どうするおつもりですか？
偶数であるか奇数であるかを見分ける方法...
思いつきますか？
決して、ずっと / (割り算) していくなんてことはしませんよ。

9. 例えばこんな例も...
0000 0001 -> 1
1111 1111 -> -1 (2の補数表現)
0000 0010 -> 2
1111 1110 -> -2 (2の補数表現)
0000 0011 -> 3
1111 1101 -> -3
なんだか気付きませんか？

10. デジタル人間なら、
2進数で考えよう。
偶数だと、必ず最下位ビットが 0 になる。
奇数だと、必ず最下位ビットが 1 になる。
という法則がある。
これを利用しよう。

11. マスクしましょう。
たとえば、5 が偶数か奇数か調べたいとき。
0000 0101 == 5
00000101 & 00000001
= 00000001
if(i & 0x01) {} じゃだめですか？

12. 実際どっちがいいのよ...
んー。
% を、CPU がどんな計算してるんだかわからん。(知識不足)
たぶん、そんな命令もなかったはずだし。
マスクしたほうが、オールマイティーに早い。
とおもう。(どんなCPUでもってこと)
だけど、コード読みづらくなるかも...
コメント重要。

13. 課題 2
100点満点の点数を入力し、 50点以上であれば、A、50点未満であ
れば、B、0から100の数字でなければ、errorと出力するプログラムを
作成しなさい．
おー。
これもなかなかおもしろそう。

14. 一般的なやり方
if(a < 0 && a > 100) {
if(a >= 50) { puts("A"); }
else { puts("B"); }
}
else { puts("error"); }
こんな感じだと思うのですが
いかがでしょう？
やり方は、いっぱいありますが。

15. だけど...
先程の例は、問題の文章通りに設計書を書いただけ。
ここから、人力最適化のお時間です。
コンパイラの最適化なんかあてにしちゃーいけません。
そもそも、コンパイラの最適化は、設計書に書いてあることに忠実
に、ちまちまやってるだけだし。

16. 人力最適化。
if(a >= 0 && a <= 100) {
if(a >= 50) { puts("A"); }
else { puts("B"); }
}
else { puts("error"); } error は最大 2 回の比較。
A, B は 3 回の比較。
という感じになります。

17. 人力最適化。
たとえば、違う実装。
if(i >= 50 && i <= 100) { puts("A"); }
else if(i < 50 && i >= 0) { puts("B"); }
else { puts("error"); }
error は 3 回の比較。
A, B は最大 3 回の比較。
コードを短くすればいいというものではない。

18. 人力最適化
if(i >= 50) {
if(i <= 100) { puts("A"); }
else { puts("error"); }
}
else { error は 2 回の比較
if(i >= 0) { puts("B"); } A, B も 2 回の比較
else { puts("error"); }
} 完璧じゃない？
ご想像にお任せします。

19. ただ、よくみると....
なんだか、行数が多い？
そう、コード量が若干多くなりました。
error を 2 回出力させているんです。
ということは、バイナリのサイズもでかくなる。
(goto でジャンプさせるってのもありだけど、たぶん else で JMP したあとに、
goto でもう一度 JMP するような気もするので、実行時間的には JMP 命令だからといえど、
最適なコードとは言えない...)
(そうだ、アセンブラだ！！！)

20. 人力最適化はほどほどに。
もうちょっと、語ると...
なんだか、あとのコードになるほど、理解しづらくなったとは思いませ
んか？
変に最適化しすぎると、コードが読みづらくなって、コードも長くなっ
て... という状況になることが。
まあ、ほどほどに。

21. 課題 3
二つの整数値A、Bを読み込んで，BがAの約数かどうかを判定する
プログラムを作りなさい．表示は以下のようにしなさい．
つまんねーな。
これが一番単純じゃん？

22. いきなりだけど、解答例。
if(a % b) {
puts("n");
}
else {
puts("y");
}
これ以上、どうしろっていうの...
ちょっと思いつきませんでした。

23. 課題3について議論？
なんかありますかね？

24. 最後に...
普通に解いて終わりでは、つまらない！
とおもった、techno のお遊びでした。
これからも、また不定期にやるかもしれません。(LT とかで)
プログラミングの面白さが少しでも分かってくれたら...
1年生いっぱいよんできてください。
以上。

25. ご清聴ありがとうございました。