情報処理Ⅱ 第２回 ２００７年１０月１５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・文字列 ポインタ 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 コラッツの問題のプログラムで，変数の宣言を としたが，これ以外にどんな書き方があるのか？ int x = 3; xは「識別子」 コラッツの問題のプログラムで，変数の宣言を としたが，これ以外にどんな書き方があるのか？ xは「識別子」 intは「型」 int x = 3;

識別子(identifier) プログラムの中でさまざまな対象を識別するために用いられる「名前」のこと 対象の例 変数 ⇒ 本日のテーマ 関数 型定義 構造体のタグやメンバ 列挙体と列挙定数 ラベル　など リp.36

識別子の命名規則（１） 最初の文字は，英字または下線記号（_） ２文字目以降は，英字，下線記号または数字 英字は大文字と小文字が区別される 例 ○ int x, variable, Variable, x_y, _, _ _; × int 0x, <variable>, x-y;

識別子の命名規則（２） 「予約語」はNG auto, break, case, char, const, continue, default, do, double, else, enum, extern, float, for, goto, if, int, long, register, return, short, signed, sizeof, static, struct, switch, typedef, union, unsigned, void, volatile, while 例 × int int; ○ int intchar; 入p.231 リp.42

識別子の命名規則（３） 「予約済み識別子」もNG 例 printfなど，既に定義されている名前 下線記号から始まるもの × int printf, NULL, __LINE__; ○ int Printf; リp.38

変数名の慣習 変数名は，1文字～数文字．もしくは，その用途がわかるものにする． よく使う変数名 大文字は使わない a, b, c, filename, msg よく使う変数名 ループカウンタ: i, j, k 座標: x, y 大文字は使わない 定数は大文字のみで書くのが慣例（NULL，EOFなど） 入pp.229-230

型(type) 変数や値がどのような種類の情報を持っているか 型の違いの例 C, C++, Javaなどでは，変数宣言時に型を決めなければ ならない 型の違いの例 int i = 1; （整数の「1」） double d = 1.0; （実数の「1」） char c = '1'; （文字の「1」） char *p = "1"; （文字列の「1」） 入p.222-225 リp.60

型の分類 オブジェクト型 関数型 不完全型 算術型 ⇒ 本日のテーマ 配列型 ⇒ 後日しっかり学ぶ 構造体型 ⇒ 後日しっかり学ぶ 共用体型 ポインタ型 ⇒ 後日しっかり学ぶ 関数型 不完全型 派生型 リp.62

算術型（よく使う） char : 文字，小さな範囲の整数 int : 整数 long : より大きな範囲の整数 float : 実数 語源…character int : 整数 語源…integer long : より大きな範囲の整数 語源…long integer float : 実数 語源…floating point（浮動小数点） double : より大きな範囲の実数 語源…double precision（倍精度） 入p.223 リp.64

算術型（あまり使わない） なるべく使わない たまに見かけるかも short int short long int unsigned char unsigned int unsigned long long double なるべく使わない short int long int long long long long int signed unsigned signed int char signed

整数型の範囲 整数型(char, int, longなど)のとり得る値は で決まる． nビットなら，2進数を用いて2n個の数値を表現できる． その型を何バイト（何ビット）で表現するか 符号の有無 で決まる． nビットなら，2進数を用いて2n個の数値を表現できる． どの整数型も，0を表現できる． この授業では，整数の表現として「２の補数」を前提とする． 整数の表現方法として，２の補数のほかに「１の補数」「符号ビット＋絶対値」の表現方法もある． 演習室のLinux環境を含め，現実には多くの計算機環境で「２の補数」が採用されている． 入pp.131-133

signedとunsigned signed （符号あり） unsigned （符号なし） signedもunsignedも書かなかったら… 負の数をとり得る整数 最小は，-2n-1 最大は，2n-1-1 unsigned （符号なし） 負の数をとらない整数 最小は，0 最大は，2n-1 signedもunsignedも書かなかったら… int, short, longでは「符号あり」と決まっている charでは処理系に依存 1 1 1 1 1 1 1 1 n = 8 の ビットパターン 1 1 1 1 1 1 1 1 「１の補数」や「符号ビット＋絶対値」で，符号ありの整数型を表現するとき， 最小値は，-(2のn-1乗)+1 = -((2のn-1乗)-1) となる． これらでは，nビットの中に0を表現する方法が二つあり，負のとりうる範囲が一つ減る． 「２の補数」のほうが，とりうる範囲が増えることになるが，一方，signed char s = -128; s = -s; としてもsは正の数にならない（-128のままである）という点には注意が必要である．

整数型の範囲の例 例1: int型が4バイト（32ビット）なら， 例2: char型は常に1バイト（8ビット） 注意 0≦unsigned int型の値≦4294967295 例2: char型は常に1バイト（8ビット） char=signed charなら，-128≦char型の値≦127 char=unsigned charなら，0≦char型の値≦255 注意 char以外の整数型のバイトサイズは処理系に依存 演習室の環境は，intとlongがともに4バイト． intが2バイトという処理系もあったりする． 範囲を超えた演算や代入は？　…第４回授業で

浮動小数点とは？ 科学技術計算では，602000000000000000000000 を 6.02×1023 と書く． 計算例：(6.02×1023)×10 = 6.02×1024 (符号)仮数×底指数による表現を，浮動小数点形式という． ただし１≦仮数＜底，指数は整数（0や負でもよい） 「底」は「基数」とも言う． 計算例：(6×102)×(6×102) = (6×6)×102+2 = 36×104 = 3.6×105 ２を底とする浮動小数点形式で表されることが多い． 例：-0.625 (=1/2+1/8)は，「-」1.01(2) * 2-1 入pp.135-137 リp.66

実数型の範囲（１） 仮数と指数をそれぞれ何ビットで表現するかによって，取り得る値が決まる． 単精度の例：符号１ビット＋仮数部23ビット＋指数部8ビット ＝32ビット（４バイト） 倍精度の例：符号１ビット＋仮数部52ビット＋指数部11ビット＝64ビット（８バイト） ビット数の制約があるため，あらゆる実数を表すことはできない． 表現できない数の例：101000 ，√２，π

定数の表現方法 整数定数 浮動小数点定数 上記の英字は，大文字でも小文字でもよい． 123, 0123, 0x123 -123 123U, 123L, 123UL 浮動小数点定数 3.14, -3.1415926 .14, 3. 6.02E23 6.63E-34F, 6.6260693E-34L 上記の英字は，大文字でも小文字でもよい． ８進数値 １６進数値 （ 0～9, a～f ) int型 double型 unsigned int型 long型 float型 long double型 unsigned long型 6.02×1023 物理定数: http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AE%9A%E6%95%B0 6.02E23はアボガドロ定数 6.64E-34F， 6.6260693E-34Lなどはプランク定数 constant.c 入p.130 リp.46, p.52

printfの変換指示子 int a = 123; printf("%d\n", a); unsigned int b = 123; printf("%u\n", b); long c = 123; printf("%l\n", c); double d = 3.14; printf("%f\n", d); double d2 = 3.14; printf("%g\n", d2); Manpage of PRINTF: http://www.linux.or.jp/JM/html/LDP_man-pages/man3/printf.3.html

識別子と型：まとめ 変数や関数などの名前は「識別子」と呼ばれ，そのルール（命名規則）や慣用的な使われ方がある． 「数」には，「整数」と「浮動小数点数」がある． 表現できる数値には制限がある． 「整数」といっても，いくらでも大きな整数値が使えるわけではない． 「実数」といっても，いくらでも精密な実数値が使えるわけではない．

次に学ぶこと 制御文 for, while, do～while if～else, switch～case 問題 九九の表を出力できる？

ダイクストラの構造化プログラミング プログラムは，「順接」，「反復」，「分岐」の組み合わせで表現できる． 順接 反復 分岐 入p.253 処理２ 処理１ 条件 処理 条件 条件を満たす ときの処理 条件を満たさ ないときの処理 構造化定理：1つの入り口と1つの出口を持つようなプログラムは、「順次・反復・分岐」の3つの基本的な論理構造によって記述できる http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A7%8B%E9%80%A0%E5%8C%96%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%9F%E3%83%B3%E3%82%B0 別名 順接…順次，順構造，逐次 反復…繰り返し 分岐…選択 入p.253

for 構文 最初に「条件」を満たしていな ければ，１回も「処理」をしない． for (初期化; 条件; 増分) { よく使う 入p.260 　処理 　} 最初に「条件」を満たしていな ければ，１回も「処理」をしない． 初期化 条件 処理 増分 入p.260 リp.248, p.256

(for i less than or equal to 10) 0, 0.1, ..., 1.0 を出力するには ループ用の変数iは整数型にする． for文を用いて，i の値を 0, 1, ..., 10 と変えるようにする． i / 10.0 は，0, 0.1, ..., 1.0 となる． for (i = 0; i <= 10; i++) { iの初期値は0 iの値を1増やす i = i + 1 と等価 iは10まで (for i less than or equal to 10) from0to1.c 入p.261

while 構文 最初に「条件」を満たしていな ければ，１回も「処理」をしない． while (条件) { よく使う 入p.258 } 最初に「条件」を満たしていな ければ，１回も「処理」をしない． 条件 処理 入p.258 リp.248

do～while 構文 少なくとも１回は「処理」をする． while文で記述可能 do { 処理がbreakを含む場合は やや煩雑 たまに使う 構文 do { 処理 } while (条件); 少なくとも１回は「処理」をする． while文で記述可能 処理がbreakを含む場合は やや煩雑 セミコロンを忘れずに 条件 処理 リp.248

if 構文 if (条件) { よく使う 入p.256 リp.232 条件 処理 条件 条件を満たす ときの処理 条件を満たさ } 条件を満たすときの処理 } else { 条件を満たさないときの処理 条件 処理 条件 条件を満たす ときの処理 条件を満たさ ないときの処理 入p.256 リp.232

制御文：ここまでのまとめ 反復は for，while，do～while 分岐は if，if～else