基礎プログラミング 第13回（2007年5月28日） 「関数」の補足説明 Report-Fの解説

ループを使わない場合，似た処理を繰り返し書く必要があった static void Main(string[] args){ int a,b,c; do { Console.WriteLine(“正の数を入力して”); a = int.Parse(Console.ReadLine()); } while (a <= 0); b = int.Parse(Console.ReadLine()); } while (b <= 0); c = int.Parse(Console.ReadLine()); } while (c <= 0); }

ループを使うと，似た処理をまとめることができた static void Main(string[] args){ int[] a = new int[3]; for(int i=0; i<3; i++){ do { Console.WriteLine(“正の数を入力して”); a[i] = int.Parse(Console.ReadLine()); } while (a[i] <= 0); }

関数を使っても，似た処理をまとめることができる static int InputPositiveInt(){ int x = 0; do { Console.WriteLine(“正の数を入力して”); x = int.Parse(Console.ReadLine()); } while (x<=0); return x; } static void Main(string[] args){ int[] a = new int[3]; for(int i=0;i<3;i++) a[i] = InputPositiveInt();

関数の「引数」と「返値」 Mainの中の「似た処理」を，まとめて関数に追い出したい 関数にデータを渡すときには「引数」で渡す 関数内で処理したデータをMain（呼び出し元）で 受け取るときには「返値」を受け取る 関数は，返値を返すときにreturn [変数]; を用いる

数値(値型)の場合，【値渡し】 1: static void Main(string[] args){ 2: int a = Double(2); 3: int b = Double(a); 4: Console.WriteLine(“a={0}, b={1}”, a, b); 5: } 6: static int Double(int x){ 7: x = x * 2; 8: return x; 9: }

3: int b = Double(a); 2: int a = Double(2); 8 4 4 4 8 2 Double(2); 4; 8; b = Double(a); 変数の世界(Main) static int Double(int x = 2); static int Double(int x = a); int x 8 4 4 4 8 2 x = x * 2; x = x * 2; 変数の世界(Double) return x; return x;

配列（参照型）の場合， 【参照渡し】 1: static void Main(string[] args){ 2: int[] a = new int[]{2,3,5}; 3: Double(a); 4: for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine(“a[{0}]= {1}”, i, a[i]); // 確認用の出力 5: } 6: static void Double(int[] x){ 7: for(int i=0;i<x.Length; i++) x[i] = x[i] * 2; 8:}

3: Double(a); Double(a); static void Double(int[] x = a); 1 2 int[] a 4 2 3 6 10 5 参照型の=は リンクを張る という意味 変数の世界(Main) static void Double(int[] x = a); int[] x x[1] = x[1] * 2; x[2] = x[2] * 2; x[0] = x[0] * 2; 変数の世界(Double) return;

引数の「値渡し/参照渡し」について 結局，＝のときと同じ考え方でよいことになる 引数の型が値型(int, double, float, bool, etc...)　なら，引数の変数(x)は関数呼出しの値(a)を 「コピーする」 引数の型が参照型(配列，String, etc...) なら，引数の変数(x)は関数呼出しの値(a) （データ）に「リンクを張る」 値型のデータを無理矢理「参照渡し」する方法も用意されてはいる (ref, outキーワード) 基礎プロの範囲外なので説明省略

11回講義スライド17枚目の意図：Main関数が 値型のデータを関数に渡し，さらに関数内で処理してもらった結果を受取るときはreturnが必要 static int Double(int x){ x = x * 2; return x; } static void Main(...){ int a = 5; a = Double(a); //返値をaで受取った Console.WriteLine(a); // 画面には[10]と表示される static void Double(int x){ x = x * 2; } static void Main(...){ int a = 5; Double(a); //渡しっぱなし Console.WriteLine(a); // 画面には[5]と表示される

例１: 自作の Array.Copy() 関数 （ただしint[] のみを受け付ける簡易版） class Array { static void Copy(int[] orig, int[] copy, int length) { for(int i=0; i< length; i++) copy[i] = orig[i]; } } // 使い方は，第9回の6枚目のスライドを参照すること

例２:引数に渡した配列のコピーを作成して返す関数 （ただし，配列要素の並び順を逆にして返す） static int[] CopyAndReverseAry(int[] x) { int[] revcopy = new int[x.Length]; for(int i=0;i<x.Length;i++) revcopy[i] = x[x.Length - i - 1]; return revcopy; } //この関数は，Report-Fのヒントになっています static void Main(...){ int[] a = new int[3]{2,3,5}; int[] reva = CopyAndReverseAry(a); }

もう一度，“＝”の意味を再確認 3 ＝の左右は同じ型， （ただし，左は変数，右はデータとみなす） ＝の左右が「値型」(int, float, etc...)なら ＝の右側（データ）を，＝の左側の変数（箱）に 「代入」する ＝の左右が「参照型」(String, 配列, String Builder, その他のオブジェクト)なら ＝の左側にある「変数」のリンク先を，＝の右側（データ）に結びつける（またはリンクを張りなおす） 3

Report-F の復習[17CopyAry] intの配列を引数とし，その配列のコピーを 返す関数CopyArrayをつくってください static int[] CopyArray(int[] ary) ★動作確認プログラムもつくること！！ 動作確認プログラムは， 9回目(5月14日)のプリントを参考に，本当に「コピー」できているかどうか，までを 確認可能なものにすること （注）Array.Copy()関数の使用は禁止 （ヒント）関数内部で新しい配列の『容器』を作成し，ループで１つ１つintの数値をコピーしたあと，return 文で「作成した配列」を返す

Report-F 課題の意図 intの配列をコピーするCopyAry()関数をつくる Main()関数からCopyAry()関数を呼ぶ ここでの「コピー」とは，同じ値が入ったデータの実体を，オリジナルとは別に作ってください，という意味 「同じ数値が入っていることを確認してくれ」という意味ではない 「コピー」よりも，「バックアップ」と表現したほうがわかりやすかったかもしれない 言い換えると，「きちんと配列がバックアップされているかどうか」を調べればよい． そのためには，仮にバックアップデータを変更してみて，オリジナルが変更されないことを確かめればよい

Report-F 残念なプログラム （CopyAry()関数） static int[] CopyAry(int[] ary){ int[] copy = new int[ary.Length]; for(int i=0 ; i < ary.Length; i++) copy[i] = ary[i] * 2;　//2倍を代入 return copy; } //CopyAry()関数の内部では，純粋に 配列要素のコピーだけを実行してほしかった

Report-F あとひといきのプログラム （CopyAry()関数） static int[] CopyAry(int[] ary){ //配列サイズ制限有 int[] copy = new int[3]; for(int i=0 ; i < 3 ; i++) copy[i] = ary[i]; return copy; } static int[] CopyAry(int[] ary){ //配列サイズ制限無し int[] copy = new int[ary.Length]; for(int i=0 ; i < ary.Length; i++) copy[i] = ary[i];

Report-F 多かった間違い（１） （Main()での確認プログラム） int[] orig = new int[3]{2,3,5}; int[] backup; backup = CopyAry(orig); // バックアップ実行 for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “orig[{0}] = {1}”, i , orig[i]); for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “backup [{0}] = {1}”, i , backup[i]*2);

Report-F 多かった間違い（２） （Main()での確認プログラム） int[] orig = new int[3]{2,3,5}; int[] backup; backup = CopyAry(orig); // バックアップ実行 for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “orig[{0}] = {1}”, i , orig[i]); for(int i=0;i<3;i++) backup[i]*=2; for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “backup [{0}] = {1}”, i , backup[i]);

Report-F 正解例 （ Main()での確認プログラム部分） int[] orig = new int[3]{2,3,5}; int[] backup; backup = CopyAry(orig); // バックアップ実行 for(int i=0;i<3;i++) backup[i]*=2; for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “orig[{0}] = {1}”, i , orig[i]); for(int i=0;i<3;i++) Console.WriteLine( “backup [{0}] = {1}”, i , backup[i]);

練習問題13-1 （各自プロジェクトを作成すること） StringBuilderの配列を１つ受け取り，その 完全なコピー（フルバックアップ）を作成して返す 関数CopyStrBuildAry()を作成しなさい． static StringBuilder[] CopyStrBuildAry(StringBuilder[] sbary){ ... } 完全なコピー（フルバックアップ）とは，オリジナル，コピーそれぞれが完全に独立したデータ実体を持っている状態を指すものとする． Main()関数では，関数CopyStrBuildAry()の動作を確認する処理を記述しなさい． ヒント：intの場合はcopy[i]=ary[i]でコピーできたが，StringBuilderの場合は＝で実体コピーできないので new StringBuilder(sbary[i].ToString()) (新規作成)

13-1 完全なコピーになっていない駄目な例 (配列の要素が共有されている) StringBuilder[] 型の変数 orig StringBuilder[] 型の変数 backup Main() StringBuilder[] 型の変数 copy （返値用） StrBuildAry()

13-1 期待する状態（完全なコピー） (配列の要素を共有していない．独立したデータ実体) 13-1 期待する状態（完全なコピー） (配列の要素を共有していない．独立したデータ実体) StringBuilder[] 型の変数 orig StringBuilder[] 型の変数 backup Main() StringBuilder[] 型の変数 copy （返値用） StrBuildAry()