情報処理Ⅱ 第１０回：２００４年１月１３日（火）

本日のテーマ 標準入出力 標準入力と標準出力 いくつかの標準入出力関数 記憶域管理関数 malloc, free など 実行時に配列領域を確保する手法 落ち穂拾い 入力の与え方 コメントの書き方 制御文 知っておくべき「 C 言語の文法」

問題（授業がつまらない人のた めに） ファイルを入力にとり，その中で最も長い行を出力 せよ． 最も長い行 = バイト数が最も多い行 複数ある場合は最初の一つのみ出力する． 標準入力に入力されたデータの中で，最も長い行を 出力せよ．

落ち穂拾い１：入力の与え方 プログラム内に書き込む． int a = 44, b = 16; int a = 44, b = 16; コマンドライン引数から獲得する． int main(int argc, char *argv[ ]) int main(int argc, char *argv[ ]) 標準入力（キーボード入力）から獲得する． scanf を用いる． getchar や fgets などを用いる． ファイルをアクセスする． fopen, fread などを用いる．

入力の与え方：得失（１） プログラム内に書き込む（埋め込む）． ハードコーティングとも呼ばれる． 手軽（原始的）であり，他の環境でも実行しやすい． 入力の値の型は，プログラム内で指定できる． 入力の値が変わるたびにコンパイルが必要． コマンドライン引数から獲得する． 入力の値が変わってもコンパイル不要． 実行時に毎回引数指定が必要．ただしシェルのヒス トリ機能を使えば省力化できる． 入力サイズには（現実的な）制限がある． 入力の値の型は必ず文字列． メリットとデメ リット

入力の与え方：得失（２） 標準入力から獲得する． 入力の値が変わってもコンパイル不要． 入力サイズに制限がない． 実行時に毎回入力が必要．ただしシェルのリダイレ クション機能を使えば省力化できる． 入力の値の型は原則として文字または文字列． ファイルをアクセスする． 最も洗練された手法． 標準入力の特長を受け継ぐ． ファイルの内容を変えなければ，同じ入力が得られ る． プログラムは複雑になる．

入力の与え方：比較 コマンドライン引数 ファイルアクセス 標準入力 埋め込み 原始的 固定 洗練 柔軟 静的 （ main 関数実行前に 入力値が決まる） 動的 （実行中に入力値を 与える）

標準入力と標準出力 stdin 標準入力 (standard input, stdin) 通常はコンソール入力 ( キーボード入力 ) stdout 標準出力 (standard output, stdout) 通常はコンソール出力 ( 画面表示 ) シェルのリダイレクション機能を用いて変更可能． 実行例 : find > files 実行例 : patch -p0 < patch シェルのパイプ機能を用いて，あるプログラムの標 準出力と別のプログラムの標準入力を接続できる． 実行例 : echo '1+2*3' | bc

例題１ 標準入力から入力を受け取り，各行の先頭に行番号 をつけて標準出力に出力する．

標準入力・標準出力とコンソー ル 実行環境 （ OS など ) abc\n... 1:abc\n... 標準入力 標準出力 は 1 バイト 実行プログラム コンソール 実行コマンド 入力（エコーバック） 出力

標準入力に関するライブラリ関 数 int getchar(void); 標準入力から 1 文字 (1 バイト ) 読み込む． 戻り値は unsigned char 型の値，もしくは定数 EOF ． char *gets(char *s); 標準入力から 1 行読み込み， s の指す領域に格納する． 1 行が， s の領域サイズよりも大きいとしても，その まま格納しようとする． int scanf(const char *format,...); format に従って標準入力から入力を読み込み，第 2 引 数以降が参照する領域に格納する． 読み込みに失敗すれば，入力が進まない． なるべく使わな い！

標準出力に関するライブラリ関 数 int putchar(int c); c を unsigned char に変換した上で，標準出力に (1 文 字 ) 出力する． char *puts(const char *s); 文字列 s と改行文字を標準出力に出力する． int printf(const char *format,...); format に従って標準出力に出力する．

例題２ 標準入力から入力を受け取り，最も長い行を出力す る． ただし， 255 バイト以上の行には対処できない． 対策 「 1 行は 255 バイトまで」を仕様にする． 配列に格納できる字数を大きくする． 配列領域を実行時に確保する．

ヒープ領域を 用いる． 実行時の領域確保について プログラム実行時 (main 関数に制御が移る前 ) に static 変数のオブジェクトが確保，初期化される． プログラム終了時に破棄される． ブロックが実行されるときに auto 変数のオブジェクトが確保される． ブロック終了時に破棄される． 記憶域管理関数 (malloc, calloc など ) を呼び出すと オブジェクトとして使用できる領域が確保される． free などの関数が呼び出されるか，プログラム終了時に 破棄される． スタック領域 を用いる．

malloc の基本的な使い方 準備 #include #include int *p; int *p; p = (int *)malloc(sizeof(int)); p = (int *)malloc(sizeof(int)); とすると， *p が int 型変数として利用可能． p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); とすると， p[0],..., p[9] が int 型変数として利用可能． p sizeof(int) *10 バイトの領域 p[0]p[1]p[9]…

malloc 使用の注意点 領域の値は不定であるため，必要に応じて初期化す る．代わりに calloc を使用すれば，すべて 0 に初期 化された領域が得られる． p はポインタ変数なので，左辺値になり得る（ p++; などとできる）． if ((p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10)) == NULL) { エラー処理 } 領域確保に失敗すると NULL を返すので， if ((p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10)) == NULL) { エラー処理 } などとするのが一般的．

例題３（例題２の改良） 標準入力から入力を受け取り，最も長い行を出力す る． 1 行のバイト数制限をなくす． ついでに，入力に '\0' があっても適切に処理するよ うにする．

（一般的な）標準入出力関数 操作対象（関数への入力）は，ファイルポインタ． stdio.h で定義されている「ファイル構造体」のポイ ンタ． 型は FILE * 標準入力・標準出力に対する関数は，標準入出力関 数および stdin, stdout を用いた関数形式マクロによ り定義されている ( ことが多い ) ． 例 : #define getchar( ) getc(stdin) 引数なしの関数形式マク ロ (void を書かない )

落ち穂拾い２：コメントの書き 方 コメント（注釈）の書き方 /* … */ /* … */ // … // … #if 0 … #endif #if 0 … #endif 書くべき箇所 ファイルの先頭 : ファイル名，作成者，作成日時など 関数定義の直前 : 機能，入出力など 型，変数，定数などを定義する行 : 意味・役割など 留意すべきプログラムコードの近辺 : 処理内容 書いてはいけない プログラムコードを見れば明らかな処理内容 複数行可．入れ子にできない． 行末まで．最近の規格で認められた． 行単位．入れ子にできる．本来の使い 方ではないので，「清書」では書かな い．

落ち穂拾い３：制御文 (1) if ( 条件 ) 処理 ;if ( 条件 ) { 処理 ;} if ( 条件 ) 処理 ; と if ( 条件 ) { 処理 ;} は，「処理」が （文法的に，一つの）文であれば，同じ．常に後者 の書式を用いるプログラマも多い． else, while, for にも当てはまる． if と，真のときに実行する文や else との対応に注意． if ( 条件 1) if ( 条件 2) 処理 1; else 処理 2; if ( 条件 1) { if ( 条件 2) 処理 1; } else 処理 2; if ( 条件 ) 処理 1; 処理 2; if ( 条件 ) { 処理 1; 処理 2; } 違う ! 条件の真偽にかかわらず 処理 2 を実行する． 条件 1 が真，条件 2 が偽のとき に限り，処理 2 を実行する． 違う !

落ち穂拾い３：制御文 ( ２ ) while や for のループ中に break break があれば，そこでループを抜ける． continue continue があれば，それ以降の処理を行わずに条件判 定に戻る (for ループでは増分処理を行う ) ． 無限ループの決まり文句 while (1) { 処理 } while (1) { 処理 } for (;;) { 処理 } for (;;) { 処理 } 空文を使ったループ while ( 代入および条件判定 ); while ( 代入および条件判定 ); for ( 初期化 ; 条件判定 ; 増分処理 ); for ( 初期化 ; 条件判定 ; 増分処理 ); 通常，処理の中に break を置き，何ら かの条件でループから抜けるように 書く． セミコロンの前で 改行する（セミコ ロンのみの行を作 る）書法もある．

知っておくべき「 C 言語の文 法」 型 算術型，ポインタ型，関数型，構造体 (struct) と共用 体 (union) ， typedef ，列挙型 (enum) 制御文 if, while, for, do ～ while, switch ～ case return, break, continue 配列とポインタ 演算子および式評価 識別子（変数，関数，ラベル） 前処理指令 青線部 : 主な出題範囲

今後の予定 １月２０日（火）：おさらい １月２７日（火）：試験 ２月３日（火） ：補講．プログラミング能率向上 のノウハウについて（採点対象外）

試験について 日時：１月２７日（火） 14:50 ～ 16:20 場所： A203 以下の２点の持ち込みを認める． C 言語に関する書籍 １冊 自筆ノート１冊，もしくは，シート１枚 ルーズリーフも許可するが，常にバインダに綴じておき， シートを取り出さないこと（カンニング防止のため） 持ち込み不可のもの 計算機類（電卓，ノート PC など） ２枚以上のシート（カンニング防止のため．ステー プラなどで綴じていても不可とする．） シートなどを貼り付けた書籍やノート

発展的な話題 : なぜ scanf はいけ ないのか u.ac.jp/~maekawa/lect/C/file-io.html が詳しい． while (scanf(…) != EOF) while (scanf(…) != EOF) は厳禁 ! 変換に失敗すれば，無限ループになる． 代替案 : while (scanf(…) == 変換の個数 ) while (scanf(…) == 変換の個数 ) 変換に失敗すれば，そこで while ループを抜ける． fgets で文字列領域に格納し， sscanf で変換する． 変換に失敗しても，その入力だけを読み飛ばせる．