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What's hot
What's hot (20)
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C言語講習会2
- 3. 変数 型（復習） • 情報を数値や文字とし て保存する必要がある • ロボットが何回線を通過 したか • 成績の合計値 • C言語では数値や文字な どの情報を変数として 保持することができる a 3
- 4. 変数 型（復習） • 変数にはどのデータを入れて もいいわけではない • 整数，小数，文字などタイプを 指定する必要がある →型 • 変数を定義するには， int a; （型）（変数名） のように記述する • 定義せずに，いきなりaを利用す ることはできない • 変数名は基本自由 • int b,c,d,e;のようにまとめて定義 もできる．この場合すべてint型
- 5. 変数 型 [注意] • ここで，右のコードに ついて考えてみる • double型の変数dを表示 させるには， printf(“%f¥n”,d); とする • 一見すると，d,eの値は 同じであるように見え るが…？
- 6. 変数 型 [注意] • 出力結果は • 結果が違う．なぜ？ • 異なる型同士の演算も 出来る場合もあり，そ の場合は精度の高い方 の型 • intとdouble → double • a/b はdouble型の値
- 7. 変数 型 [注意] • 8行目の，a/cではint型 同士の計算のため，答 えはint型．除算の際に 小数部分が切り捨てら れてしまう．切り捨て られた後にeに代入され る • よくあるミスで， エラーも出ないので注 意
- 8. 変数 型 [注意] • じゃあどうすれば？ →キャスト演算子 • (double) a; • と書くと，変数aがこの 命令に限りdouble型とし て扱われる • 8行目を • double e = (double) a/c; • とすればdとeは同じ値に
- 9. 変数 型 [注意] • 右のプログラムはただ 2147483644から1ずつ足す だけ • もちろん答えは…？
- 10. 変数 型 [注意] • 実行結果 • 突然負の値に • 壊れた？
- 11. 変数 型 [注意] • 数は無限には扱えない．上限，下限がある • 変数はコンピュータのメモリ上にあるから • よくあるバグの1つ • 上限を超えることをオーバーフローという • 逆に下限を下回ることをアンダーフローという • long int,long long int とすると…？ 変数の型 最小値 最大値 char -2^7(-128) 2^7-1(127) int (32bit) -2^31(-2147483648) -2^31(2147483647) float ±10^(-38)くらい ±10^(38)くらい double ±10^(-308)くらい ±10^(308)くらい
- 12. 演習というほどのものではない何か • ちょっと考えてみよう 1. char型の変数cを文字’p’で初期化し，「初期化した文字 はpです」と出力させよう • 文字の場合は ‘(シングルクォーテーション)で囲む • printfでchar型の変数を表示させるには，%cを使う 2. double型の変数p,qを定義し，好きな値を代入してから， 1次方程式px + q = 0の解を出力せよ． • printfでdouble型の変数を表示させるには，%fを使う
- 14. unsigned,const,volatile [応用] • C言語では扱える数に制限がある • 負の数にはならないから，正で扱える数を増や したい場合がある • unsigned を使う • 型の前につける • unsigned char, unsigned int… 変数の型 最小値 最大値 unsigned char 0 255 unsigned int (32bit) 0 4294967295
- 15. unsigned,const,volatile [応用] • 1度定義した変数の値を絶対に変わらないことを 保証したい場合がある • 自分で定義した定数とか • const を使う • 型の前につける • const char, const int… • constをつけた変数は，値を変更できない． • 定義するときに，初期化しておく必要あり
- 16. unsigned,const,volatile [応用] • 実はコンパイルする際に，コンパイラはソース コードを最適化することでパフォーマンスを向 上させている • 無駄な処理を省く，使われてない変数を消去… • この最適化は，時として仇になる • マイコンには割り込みという機能がある • ある処理をしてる時に，その処理に割り込む形で他の処理をす ること • 変数が最適化されてしまうことにより，割り込み処理が期待通 りに動かないことがある．
- 17. unsigned,const,volatile [応用] • 最適化したくない場合は，その変数の宣言時に volatile int a; • とすることで，この変数は最適化の影響を受け ない • もし，マイコンの割り込み処理が期待通り行かない場合は， これを疑ってみるとよい 通常時処理 通常時処理 割り込み 処理
- 18. ここで一区切り • 今までは上から下の一本道のコードだった • 一本道だと変数の中身によってコードを変えら れない – aが偶数/奇数だったらこの処理を…ができない • 同じような処理を何回もしたい場合は何回も似 たコードを書かなければならない – a[0] = 1; a[1] = 1;…a[99]=1; 100回も書くの？ • これからは1本道ではなく，分岐や繰り返しを する処理を学ぼう
- 19. 制御構文(if) • 右のソースコードを書い て実行しよう – 答えは省略 – でもなんとなくわかるよね …？ • できた人は，4行目の数 字を変えて，自分の予想 と合っているか確かめて みよう
- 20. 制御構文(if) • もし～だったら～する • こういうのはif文を用いる if(条件式){ 処理; } else if(条件式){ 処理; } … else{ 処理; }
- 21. 制御構文(if) • if-elseは省略可/複数可 • else は省略可 • 条件式は非0の時，真 – if(1)は必ず中身の処理を行う – if(0)は必ず中身の処理を行わない
- 22. 制御構文(if) • 関係演算子とは d > 4 • のように2つの値を比較す る演算子 – 条件が真ならば1を – 条件が偽ならば0を返す． • 複数の条件(AかつBなど)を 使いたい場合は，論理演 算子を使う
- 23. 制御構文(if) 関係演算子 意味 <,> より大きい/小さい <=,>= 以上，以下 ==,!= 等しい，等しくない 論理演算子 意味 &&,|| かつ，または ! 否定 • if(x == 1 && y == 2) • xが1かつyが2の時は真 • if(x == 1 || y == 2) • xが1もしくはyが2の時は真 • if(!(x == 1 && y == 2)) • xが1かつyが2の時でない時は 真
- 24. 制御構文(if)[注意] • if(d == 4)をif(d = 4) としてしまうミスが多い • d = 4は，代入を意味し， 「d = 4」を評価すると代 入した値が返ってくる． – if(d = 4) はif(4)となり常に真 – コンパイルエラーにならない
- 25. 制御構文(switch) • 右のコードを書いてみよう • これも答えを予想してみよ う – caseの行の最後は「;」では なく「:」です
- 26. 制御構文(switch) • 右のように変数dが１か， ２か３か…を判断するのに if-elseを用いると冗長 – else ifをたくさん繋げることになる – switch文で綺麗に • switchで指定された条件式 の値と同じ値のcaseにジャ ンプする • break;に達するとswitch文 の{}から脱出 • どのcaseにも一致しない場 合，defaultにジャンプ
- 27. 制御構文(switch)[注意] • switch文は整数値しか判定 できない – double,char型などの判定は できない • break; のつけ忘れに注意 – 付け忘れると，そのまま下の 行の命令を実行してしまう – 8行目のbreakがないと， case1の場合に，「dは1で す」と「dは2です」が両方 出力される
- 29. 制御構文(if,switch)[注意] • double,float型など，実数 を扱う型で==,!=を用いる と厄介 • 右のプログラムを実行する と”aとbは同じ”と出力され そうだが，実際は… – 理由は，内部的には2進数で 表現されているが，それでは 10進数が正確に表せないから – コンピュータサイエンスの 授業で詳しくやる(はず) • 実数型では，==,!=を使う べきでない
- 30. 忘れてたやつをいくつか・・・ • ideoneのホームを開いた時にある //your code goes here • はコメントといい，プログラムの動作には関係 ない – だから残したままでもいい – ここでこんなことをしていると書くことで，後で見返 したり，他の人が見るときにわかりやすくする – 「//」はその行の//以降がコメントされる – 「/*」と「*/」の間はすべてがコメントされる
- 31. 忘れてたやつをいくつか・・・ • if-else文を1行で簡潔に書きたい場合がある • 三項演算子(関係演算子） • (条件式) ? (A) : (B) – 条件式が真のときはAが，偽のときはBが実行される – int abs_a = (a >= 0) ? a : -a; – 可読性があまり良くないので，使うべきでない派と使ってもいい だろ派がいたりいなかったりする（気がする）
- 32. 忘れてたやつをいくつか・・・ • 今まで様々な演算子を取り扱ってきた – =,+,-,*,/,++,--,<,… – これらには順序/優先度がある – (2 + 3) * 4 なら()が先 – とりあえず()が一番 – 詳しいことは，必要なときにググれば良い
- 33. 制御構文(for) • 今までは分岐につ いて • これからはループ について • 右のコードを書い て実行しよう
- 34. 制御構文(for) • for文は繰り返しを 実現する機能 for(i = 1; i <= 10; i++){ 処理; } 初期化 条件式 更新
- 35. 制御構文(for) • for文は繰り返しを 実現する機能 • 「初期化」で変数 の値を決定 • 「条件式」が真の 間変数を「更新」 し続けながら処理 を繰り返す 初期化 条件式 更新 処理ループを抜ける 偽 真
- 36. 制御構文(for) • 具体的には， 初期化 iに1を代入 i : 1 条件式 i<=10は真 i : 1 処理 printfを実行 i : 1 更新 i++; i : 2 条件式 i<=10は真 i : 2 ・・・・・・ 更新 i++; i : 11 条件式 i<=10は偽 ループを抜ける 10回繰り返される
- 37. 制御構文(for) • break;を使うとfor 文の{}の中から抜け 出せる – switch文の{}を抜け 出せたのと同じ • 右下のプログラム は，iが5の時に強制 的にループから抜 ける – Hello World 5回目 は出力される…？
- 39. 制御構文(for) • 前回少しだけ話した配列 – 箱がたくさんあるイメージのやつ – int a[100];のように宣言する – for文と相性がよい 右のように[]の中にiという 変数を使うことで1度の記 述ですべての箱（変数） にアクセスできる
- 41. 制御構文(while) • ループの回数が不明である場合がある – 下のプログラムは，1からいくつまでの値を足すと100を超え るか計算するもの．しかし，何回ループすればいいのかは不 明 – このようなときにwhile文は便利
- 42. 制御構文(while) • while文は，条件式が真であるかぎりループし続ける • 下では，sum < 100であるかぎり，countに1を足し， sumにcountをたすという処理をし続ける． • for文と同様に内部で，break;も使用できる while(条件式){ 処理; }
- 44. 制御構文(do-while) • while文では，最初から条件式が偽だった場合は，中身 の処理は行われない • 条件式の結果に関わらず，最低1回は処理をしたい場合 がある • そのときは,do-while文を用いる • あまり使わない do{ 処理; }while(条件式);
- 46. 制御構文の演習 1. 1から2015までの和を求めるプログラムを，for文を 使って書いてみよう． 2. 1から2015までの和を求めるプログラムを，while文を 使って書いてみよう． 3. 1000 未満の 3 か 5 の倍数になっている数字の合計を 求めよ.(PE1より) • 3の倍数かどうかはn % 3の余りを見れば… • 「3か5の倍数」よりor,つまり「||」(論理和)が必要
- 49. 忘れてたやつをここで・・・ • if,for,while文の中身の処理が1行である場合は， {}を省略できる • 右はif文の例．他も同様 • しかし注意して欲しいのは， {}がないと，1行しかif文の効果が適用されな いということ
- 50. 再びのvolatile[応用] • 以前出てきた最適化をしないよう命令する volatileはどう使われるのか • マイコンにおいて，割り込み処理によってflag 変数が1となるまでプログラムを停止させてお く方法として下が考えられる • flagが0であるかぎり無限ループ • 処理すらない場合 … … … while(flag == 0); …
- 51. 再びのvolatile[応用] • コンパイラから見ると，変数 flagは変更されない値にしか 見えない • 割り込み処理はマイコンによる 処理のため • flagが変更されないので，コンパ イラは非効率と判断する • わざわざ1回ループするごとにflagを 評価しているため • よってコンパイラは勝手に右 のように最適化をする場合が ある • flagの評価は1回で済む … … … while(flag == 0); … … … … if(flag == 0) while(1); …
- 52. 再びのvolatile[応用] • このように書き換えられると， 割り込み処理でflagが1になっ てもループからは抜け出せな い • flag変数にvolatileをつけるこ とで，最適化を防ぐ！ • 他にも，変数の代入順序を最 適化により勝手に変えられた くない場合などにも有効 … … … while(flag == 0); … … … … if(flag == 0) while(1); …
- 53. 関数 • 今まで，if,switch,for,while文を学んできた • これだけで結構なことができる． • しかしこれだと，プログラムをすべてmainの中 に記述することになる． • プログラムが非常に見難くなり，バグに対処しにくい • 例えば「1からkまでの和」を求めるプログラムを何度も使う 時，そこにバグがあったらすべて書きなおさねばならない • 特定の処理をするプログラムを部品として使い たい→関数
- 54. 関数 • 関数の定義方法 • 関数には，引数と戻り値 (返り値)があり，returnに 達すると関数は終了 int add(int a, int b){ … 処理; … return a + b; } 戻り値の型 関数名 引数 戻り値
- 55. 関数 • 右では，8行目でadd(3,4)を 評価する際に，14行目の関 数の実体を呼び出す．このと き，aには3,bには4が入る． • returnに到達すると，関数は 終了し，戻り値を持って8行 目に戻る．cには7が代入され る • 戻り値は1つしか返せない 関数 引数 引数 引数 戻り値
- 56. 関数 • 引数や戻り値がないような関 数の場合はvoidを指定する． • この関数を呼び出す際には， 引数の情報はいらないが()は 省略できないので，10行目 のように • printfHW(); • のように呼び出す
- 57. 関数 • 実は，今まで使ってきた mainは，main関数という関 数 • 引数はなく，戻り値として0を 返す関数と解釈できる • 文字を表示するのに使ってい たprintfも関数 • 中身を記述しているのがstdio.h
- 58. 関数 • コンパイラはソースコードを上か ら解釈するので，予め「こういっ た関数を使う」と宣言をしないと， いざ関数を使うときにコンパイル エラーが発生 • ideoneでは問題なく実行できるが，こ れは特殊．gccや他のIDEではエラー • 予め宣言しておくことを，プロト タイプ宣言という． • 3,4行目の部分
- 61. 関数 • 実は，変数には主に2種類ある • ローカル変数 • グローバル変数 • ローカル変数は，関数の内部 で宣言，定義される変数 • 宣言した関数内でしか参照できな い • 先ほど紹介したadd関数の変数a,b も，今までmain関数内で定義し た変数もすべてローカル変数 • 関数が終了すると，メモリが消滅 するので値が保存されない • 変数は定義しないと使えない ので，関数の最初で通常定義 する
- 62. 関数 • グローバル変数は，関数の{}の ブロックの外側で定義される 変数 • いろんな関数から参照できる • プログラムが終了するまでメモリ が消滅しないので，値が保存され る • プログラム全体で，普遍的な変数 を表現するのに便利 • どこからでも参照できるとい うことは，どこからでも変え ることができてしまうので， むやみに利用すべきではない．
- 63. 関数 • 右のプログラムでは • のように動作する global local 1回目func() 0 → 1 0 → 1 2回目func() 1 → 2 0 → 1 3回目func() 2 → 3 0 → 1 保存 保存 破棄 破棄
- 65. 関数[応用] • 先ほど変数は２種類といった が，もう１種類存在 • 静的なローカル変数 • 右の17行目のローカル変数を • static int local = 0; • とすればいい • ローカル変数とグローバル変数の 中間の性質を持ち，宣言した関数 からしか呼び出せないが，関数が 終了しても値は保存される． • プログラムの実行結果はglobalと 同じ結果に
- 66. 関数[応用] • 関数は自分自身を呼び出して 使うことができる．→再帰 • 再帰を使うことで繰り返し処 理(for,while)を用いるよりもプ ログラムが簡潔に書ける場合 がある • 右は，nの階乗を再帰あり/な しで求める関数 • 漸化式を想像するとわかりや すい？
- 67. 関数[応用] • 例えばfactorial(3);とすると， factorial(3) 3 * factorial(2) 2*factorial(1) 1*factorial(0) 1 となるので， 3 * (2 * (1 * (1))) → 6 となる
- 68. おまけ • ローカル変数は関数内でのみ参照できる • それは，変数にはスコープ(有効範囲)があるから • {}で囲まれた部分がスコープになる • スコープを超えて参照できない． • 右のプログラムを見ると，変数kの スコープは6行目の}まで • なのでコンパイルエラーが起こる • スコープに注意すると，右下 の7，9行目は何が出力される？
- 69. おまけ • 今まで条件文を習ったが，無条件分岐をするgoto文と いうものもある • しかしこれは禁じられた条件文と言われるほど（？） 使うべきでないという暗黙の約束がある • goto文を使うと，プログラムに一貫性がなくなり，構造が崩れ るため • どうしても知りたいならググってください
- 70. 演習 1. 次の関数を作ってみよう 1. 整数型の引数aをとり，1からaまでの合計を戻り値 として返す関数 2. 整数型の引数a,bをとり，a^2 + b^2を返す関数 2. [難？]引数nを与え，素数ならば1，そうでないならば0 を返す関数を作成し，それを利用して10001番目の素 数を求めよ．(PE7) • なぜ素数ならば１で，そうでないなら0なのかというと，素数 判定する関数をisPrime(int n)とすると if(isPrime(n))で「nが素 数ならば」を表現できるため • 他の言語だと真偽を表すbool型というのがある
- 71. 予告 • 配列再び • ビット演算 • マクロ 本日は以上です ありがとうございました