1 T HE U NIVERSITY OF T OKYO D EPARTMENT OF M ATHEMATICAL I NFORMATICS 数理情報工学演習第一Ｃ プログラミング演習 ( 第１回 ) 2014/04/07

2 T HE U NIVERSITY OF T OKYO 1.PC 配布（借用書） 2. 電源、ネットワーク接続確認 3. ソフトウェアのインストール 4. コンパイル 5. おためしプログラミング 6. アンケート（レベル、経験） 資料は の資料公開にあります． アジェンダ

3 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  担当： – 担当教員： 定兼（数理 7 研） – 補佐：松島 （数理 6 研） – 学生アシスタント：家入，貝ヶ石，宮口  担当へのコンタクト e メールアドレス （演習についての一般的な相談）： 担当メンバー :

4 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  各自： PC １台、アダプター１個、各種書類  PC 貸与の用紙を記入してください – シリアルナンバーは裏側のサービスタグにある 7 文字 – 貸与期間は本日～平成 27 年 3 月 31 日 – 連絡のつくメールアドレス、電話  OS は Windows 7 と Linux （ Ubuntu ）の 2 種 – 本演習では Ubuntu を用いる PC の配布 ( まだの人のみ ):

5 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  PC はリース品です、扱いには十分に注意 – 原状復帰可能な形で返却 ステッカー等を貼らない （情報理工マークを隠さない） 「キレイに」使う – 最悪、実費負担の可能性もあります – 原則、構内での使用  セキュリティ／コンプライアンスに十分な注意を – P2P （危険度にかかわらず）全面禁止 情報理工ネットワーク、貸与 PC の両方において – ソフトウェアライセンスのないものは絶対に使わない – 無線 LAN のキーは部外者に教えない PC の扱いについての注意 :

6 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  評価基準 – 提出課題 – 出席 （指示のないかぎり 13:00-16:00 の間は在室する） – 出席態度 評価 :

7 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  狙い：プログラミングに親しむ – 卒論や実験等にむけたプログラミングの練習  初心者：プログラミングに慣れてもらう – 本演習はこちらを主に想定  中上級者： 別途上級の課題を用意 演習のねらい :

8 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  前半にその回の基礎的な内容を説明 – プログラミング言語そのものの説明はしない  後半は実際に貸与 PC を用いてプログラミング – 使用言語は C  課題の提出（当日の１７：００） – 提出方法については来週説明 演習の形式 :

9 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  電源を入れる  Ubuntu を選択（一番上の選択肢）  ログイン （ ）  ネットワークへの接続  ソフトウェアの更新 – パスワードを聞かれたときは上のものを入れる さわってみよう :

10 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  テキストエディタ – Dash ホームにあるものを使う（他のものでも可）  コンパイラ – gcc （インストール済）  デバッガ – gdb （インストール済） – valgrind (Ubuntu ソフトウェアセンターからインストール ) – valkyrie (valgrind の詳細情報から ) ソフトウェア :

11 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  デスクトップの “ 端末 ” を起動  ホームディレクトリ： /home/mistpc/ – 画面左上の “ ホームフォルダ ” でもアクセス可能 端末の起動 :

12 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  ディレクトリ（フォルダ）を作る – mkdir 1 ( 今回の作業フォルダをつくる ) – cd 1 ( 「 1 」ディレクトリに移動 )  テキストエディタで新規作成して test.c という名前で保存 – 保存場所はホームの 1 というディレクトリ ファイルの作成 :

13 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  「 test.c 」を入力  入力後、保存（ Ctrl+S ） プログラムの入力 : /* test.c */ #include int main() { printf("Hello.  ∖ n I am. ∖ n ”) ; return 0; } 名前 入出力関連ヘッダの読み込み コメント 本体 画面に文字列を 表示 改行 ∖ はバックスラッシュ ( キーボードの右下 ) ． \ では駄目 行の終わり 正常終了時には 0 を返す

14 T HE U NIVERSITY OF T OKYO プログラムの書き方の作法  プログラムは基本的に入れ子 (nested) 構造をしている  入れ子のレベルに従って字下げ ( インデント ) をする #include int main() { int i, j, x; x = 0; for (i=0; i<100000; i++) { for (j=0; j<100000; j++) { x += j; } インデント i のループの中 j のループの中 j のループの終わり i のループの終わり main関数の終わり

15 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  プログラムをコンピュータの実行形式に変換（コンパイル） – gcc test.c  ls ( 現在のフォルダの中身を見る ) すると、実行ファイル a.out ができているはず  「./a.out 」で実行 – 「. 」は現在のフォルダを表す – 「./a.out > out.txt 」も試してみる コンパイルと実行 : 標準出力の出力先を ファイルにする

16 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  「 test2.c 」を入力  生成される実行ファイルの名前は変えられる – gcc –o test2.out test2.c printf の書式 : /* test2.c */ #include int main() { printf(”I am %s. ∖ n ”, ” ”) ; printf(”I was born in %d. ∖ n ”, ) ; return 0; } 文字列の書式 名前 年 整数の書式 文字列 整数

17 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  「 test3.c 」を入力 変数を使用する : /* test3.c */ #include int main() { int year = ; char name[] = ” ”; printf(”I am %s.\n ”,name) ; printf(”I was born in %d.\n ”,year ) ; return 0; } 整数型変数の宣言 名前 年 変数名 文字型 配列

18 T HE U NIVERSITY OF T OKYO コンパイルの最適化  -O オプションをつける – gcc –O3 test.c – 数字は最適化レベル．大きいほど実行速度が速くなる． -O0 ( ゼロ ) は最適化無し  プログラムの実行時間を測定するときは必ず最適化し たものを使う – –O3 をつける

19 T HE U NIVERSITY OF T OKYO デバッグの仕方 :  コンパイル時に –g をつける – gcc test.c –g  デバッグ時は最適化をしない方がいい – 最適化により不要な命令が消去されることがある – ステップ実行をしにくい – （最適化したときのみバグが発生することもあるので難しい）  デバッグ実行には gdb を用いる  gdb では分からないエラーを見つけるには valgrind を使う – 具体的な使い方は次回以降

20 T HE U NIVERSITY OF T OKYO デバッグ実行 :  gdb./a.out  ソースの表示 : list [ 行番号 ]  実行 : run  ブレイクポイントの設定 : break [ 行番号 ]  ステップ実行 : step, next – step は関数の中も 1 行ずつ実行 – next は関数の実行後に停止  変数の表示 : print [ 変数名 ]

21 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  「 test32.c 」を入力 どこにバグがあるでしょう : /* test32.c */ #include int main() { int year = ; char name[] = ” ”; printf(”I am %s.\n ”,year) ; printf(”I was born in %d.\n ”,name ) ; return 0; } 名前 年

22 T HE U NIVERSITY OF T OKYO gdb でステップ実行してみる  gdb./a.out  break 7 ( ７行目で一旦停止 )  run (a.out を実行 )  step で１行ずつ実行すると，どこで異常終了するか分かる  最初から１行ずつ実行すると時間がかかるので，バグが発生する 条件が分かっているならそこまでは通常実行する if (i > 10000) { printf(“break ∖ n”); ← ここにブレイクポイントを設定 }

23 T HE U NIVERSITY OF T OKYO プログラミングの練習のできるサイト  Aizu Online Judge(AOJ) Aizu Online Judge(AOJ) – まずアカウントを作成する – 問題セットのところに各種演習問題がある – プログラムを入力すると正常に動作するかテストしてくれる  参考 「競技プログラミング入門」

24 T HE U NIVERSITY OF T OKYO  PC の使用経験  PC の利用用途  プログラミングの経験（年数、使用言語、アルバイト内容など）  その他 アンケート（第一回の出席を兼ねます） : 学籍番号： 氏名： へメールする