情報処理Ⅱ ２００７年１１月５日（月）

授業の進め方 構造体 その他の型 ２年以降で さらに学習・習熟 プリプロセッサ 指令 ライブラリ関数 ファイル入出力 「配列」と「ポインタ」は違うの？ 「変数」と「オブジェクト」は違うの？ 配列・文字列 ポインタ 関数 変数の 有効範囲 識別子 算術型 再帰呼び出し 制御文 演算子 プログラムの作成・ コンパイル・実行

本日学ぶこと 配列(array)，多次元配列，文字列 配列を使ってできること 次に学ぶこと：ポインタ(pointer) 平均や分散を求める 行列の積を求める "Wakayama" という文字列を１文字ずつ分解する

配列とは? 配列は，同一の型のオブジェクトを１個以上連続して 記憶域（メモリ）に配置し利用するための機構である． 同一の型のオブジェクト: a[0]はint，a[1]はchar，というのはNG． 1個以上: 1個でもいい．0個はNG． 連続して: 隙間がない．a[10]の次はa[11]，その次はa[12]，…となる． 入p.237 リp.276

配列の宣言（１） int a[3]; と宣言すると，3個のint型オブジェクトを確保する． a a[0] a[1] a[2] 「配列は0から始まる」と覚える． 配列変数名: 参照可能だが 代入は不可． a オブジェクト: 代入と参照が 可能． a[0] a[1] a[2] 入p.237 リp.277

オブジェクトとは 実体，object Cでは，「メモリに格納されている実体」のこと 「オブジェクト指向」とは完全に無関係 a a[0] 「オブジェクト」という言葉が出てきたら， 値がメモリの中にどのような形で格納されるかを イメージすること！ 「オブジェクト指向」とは完全に無関係 a 配列変数はオブジェクトではない… メモリに割り付けられない 緑の箱は「配列変数」を表す仮想的なもので，実体ではない．すなわちメモリ上に 一定のバイト数で割り当てられるものではない． 赤の箱は「オブジェクト」であり，メモリ上に，型に応じたバイト数で割り当てられる． 緑の箱と赤の箱を結ぶ矢印も仮想的なものであるが，次回授業で説明する「ポインタ」の 伏線となっている． a[0] a[1] a[2] 配列領域はオブジェクト… メモリに割り付けられる 入p.238-239 リp.61

配列の宣言（２） 配列の個数（要素数，サイズ）は? 一括の宣言 × 整数以外，負の数，0 × 変数や関数呼び出しを含む値 ○ 正の整数値に評価される定数式（定数のみからなる式) 一括の宣言 int a[3], b[5]; のように，一つの宣言文で複数の配列を宣言できる． リpp.276-278

配列の初期化 int x = 0; と同様に，配列も初期化できる? int a[3] = {100, 200, 300}; と書けばよい． int a[3]; a[0] = 100; a[1] = 200; a[2] = 300; と同じ． 他の宣言例 ○ int a[3] = {100, 200, 300,}; ○ int a[3] = {100, 200}; ○ int a[3] = {0}; ？ int a[3] = {}; × int a[3] = {100, 200, 300, 400}; 初期値が明示されていない要素には，0が代入される． リpp.194-195

個数を明示しない宣言 int a[ ] = {100, 200, 300}; は int a[3] = {100, 200, 300}; と同じ． 要素数はコンパイル時に決まる．（実行時ではない．） 要素数を決め打ちする必要がなく，将来変更する可能性のあるとき，この書法が積極的に用いられる． × int a[ ]; リp.194

配列のサイズの求め方 aが配列変数のとき，sizeof(a) / sizeof(a[0]) でそのサイズ（要素数）が求められる． a[0] 算術型に限らず，どんな配列変数でも成立する． aがポインタ変数の場合や，mallocなどにより動的に確保した配列領域には，利用できない． a[0] a[1] a[2] … a[9] ここでは緑色の箱を出さない（出せない）． 緑色の箱は実体を伴わない（メモリ上に割り当てられるわけではない）ので． sizeof(a)は，「変数aの配列領域が，メモリ上で何バイトを占めるか」である． この値に，「変数aの一つの要素は，メモリ上で何バイトを占めるか」で割れば， 配列のサイズが求められるということである． int a[10]; と宣言していたら，sizeof(a)/sizeof(int) でもよい． sizeof(a) sizeof(a[0]) リp.282

合計・平均・最大・最小 問題 キーボードから１０個の整数を読み取り，その合計・平均・最大値・最小値を表示するプログラムを作りなさい．整数を読み取るには，ライブラリ関数の scanf を使いなさい． 個人的には「キーボード」も「表示する」も使いたくないのですが， これらの用語の使われ方も理解しておくべきであろうと考え，取り入れています． なぜ使いたくないかについては，「キーボードから読み取る」のも「表示する」のも， このプログラムそのものではなく，それより外の，実行環境がすることだからです．

scanf フォーマットに従って入力を読み込むライブラリ関数 使用例 不適切な使用例 参考：printfは，フォーマットに従って出力するライブラリ関数 使用例 if (scanf("%d", &a) == 1) { 処理 } 不適切な使用例 while (scanf("%d", &a) != EOF) … リpp.476-477

scanfの留意点 格納したい変数の型は，パターンに合わせる 格納したい変数の直前に「&」をつける %d ⇒ int， %f ⇒ double， %ld ⇒ longなど 格納したい変数の直前に「&」をつける 単項演算子の一つ．次回の授業で説明する． 関数の戻り値（関数を呼び出すことによって得られる値）で成否を判断する 読み込めた個数を返す．失敗すれば，0または負 読み込みに失敗したら，入力が進まない． 「入力が進む」 ⇒ ストリーム 「while (scanf("%d", &a) != EOF)」と書いていて，数字・空白以外の入力があると，無限ループに陥る リpp.489-492

合計・平均・最大・最小 求め方（１） 概略 「キーボードから整数を読み取り」⇒scanf 「表示する」⇒printf 配列を使用する 合計・平均・最大・最小　求め方（１） 概略 「キーボードから整数を読み取り」⇒scanf 「表示する」⇒printf 配列を使用する 個々の整数と，合計・最大値・最小値はint型， 平均はdouble型とする 配列を使用しなくても，書ける． http://www.wakayama-u.ac.jp/~takehiko/ipii2006/20061108/int10-noarray.html 入pp.106-107, pp.183-184 int10.c

合計・平均・最大・最小 求め方（２） 求め方の詳細 合計・平均・最大・最小　求め方（２） 求め方の詳細 forを用いて，１０個の整数を配列に格納する．途中で読み込みに失敗したら，「input error」と出力して終了する． forを用いて合計を求め，変数sumに格納する． 「(double)sum / 個数」により平均を求め，変数avgに格納する． 最小値，最大値を格納する変数をそれぞれmin，maxとし，初期値（暫定的な最小値，最大値）をいずれもa[0]とする． a[1]～a[9]のそれぞれについて，現時点でのminと比較し，配列中の値のほうが小さければ，それを最小値とする．最大値についても同様に処理する． 人間の目なら10個の中の最大・最小を一瞬で見つけられるが， コンピュータは2つの値の比較を繰り返して，求めなければならない．

多次元配列の宣言 多次元配列: 配列の配列 int a[2][2]; と宣言すると， a a[0] a[1] a[0][0] a[0][1] sizeof(int)が4のとき， sizeof(a)は16 sizeof(a[0])は8 sizeof(a[0][0])は4 多次元配列: 配列の配列 int a[2][2]; と宣言すると， a 参照可能だが 代入は不可． a[0] a[1] オブジェクト: 代入と参照が 可能． a[0][0] a[0][1] a[1][0] a[1][1] リpp.278-281

多次元配列の初期化（１） int a[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; a a[0] リp.279

多次元配列の初期化（２） 他の初期化例 int a[3][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int b[3][3] = {1, 2, 3, 4}; int c[3][3] = {{1, 2}, {3, 4}}; int d[2][2][2] = {{1, 2}, {3, 4}}; int e[2][2][2] = {{{1, 2}, {3, 4}}}; int f[ ][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}}; 最も左だけ 省略可能 初期値が明示されて いない要素には，0が 代入される． リpp.197-204 multiarray.c

多次元配列の使い道 行列 ゲームなどで用いられる，２次元の盤やフィールド n行m列の実行列なら，double a[n][m]; j行i列の値は，a[j][i] ゲームなどで用いられる，２次元の盤やフィールド a[0][0] a[0][1] … a[0][m-1] a[1][0] … a[n-1][0] a[n-1][m-1] 「ゲーム」は，いわゆるテレビゲーム（ビデオゲーム）に限定しない． 将棋や囲碁でも，計算機上で実現する際には，２次元配列で表現するのが自然である．

文字列 文字列は，末尾に '\0' のつくchar配列である． 'a' の書式を文字定数という．ただし，int型の値である． 「ナル文字」または「ヌル文字」という 文字列は，末尾に '\0' のつくchar配列である． '\0' は 0 と同一．文字を意識するときに使用する． 'a' の書式を文字定数という．ただし，int型の値である． "a" の書式を文字列リテラルという． 文字列リテラルを直接書き換えることはできないが，配列変数の初期化で代入し，そこを書き換えることは可能． 'a' "a" 文字: 文字列: 'a' '\0' 入pp.240-241 リp.51, pp.56-58, p.283

配列変数に文字列を格納するには char a[ ] = "Wakayama"; は， char a[9] = {'w', 'a', 'k', 'a', 'y', 'a', 'm', 'a', '\0'}; と同じ． sizeof(a)/sizeof(a[0]) は8ではなく9． char a[9] = "Wakayama"; も同じ． char a[8] = "Wakayama"; は， char a[8] = {'w', 'a', 'k', 'a', 'y', 'a', 'm', 'a'}; と同じ． '\0' がないため，文字列ではない． リpp.56-58

文字列をずらす 入力： "Wakayama" 出力： Wakayama akayamaW kayamaWa ayamaWak rotateword.c

文字列をずらすには word 'W' 'a' 'k' 'a' 'y' 'a' 'm' 'a' '\0' 'W' c = word 'a' （旧） 'W' c = word 'a' 'k' 'a' 'y' 'a' 'm' 'a' 'W' '\0' （新）

まとめ 「型 変数名[要素数];」と宣言すると，変数名[0] ～ 変数名[要素数-1] が利用できる． 配列とfor文を組み合わせて，配列の各要素に対して一律の処理をすることができる． 多次元配列を用いると，2次元，3次元，…に自然に情報を格納できる． 文字列は，末尾に '\0' のつく文字配列である．文字列を配列に格納すれば，書き換えられる．