情報処理Ⅱ 第７回：２００３年１２月２日（火）. 問題（授業がつまらない人のため に） ぷよ連結問題 前提 : フィールドを２次元 配列で定義し，各マスの 「ぷよ」を int 型の値で表現 する． ある地点を入力に取り，そ れと連結する「ぷよ」の個 数を求めよ． 消去できる「ぷよ」 (N 個以上 連結するぷよと，それに隣接する特.

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1 情報処理Ⅱ 第７回：２００３年１２月２日（火）

2 問題（授業がつまらない人のため に） ぷよ連結問題 前提 : フィールドを２次元 配列で定義し，各マスの 「ぷよ」を int 型の値で表現 する． ある地点を入力に取り，そ れと連結する「ぷよ」の個 数を求めよ． 消去できる「ぷよ」 (N 個以上 連結するぷよと，それに隣接する特 殊なぷよ ) のマスを求めよ． : ぷよ : 特殊なぷよ

3 本日のテーマ : 関数と変数 目的 関数を自分で定義し，変数の利用方法・範囲を明示的に制 限することで，適切な機能分割（モジュール化，再利用） を図る． してはいけないこと main 関数のみで 100 行以上のプログラム グローバル変数を駆使するプログラム

4 関数 (Function) 関数の分類 自作関数 : 自分で定義する．⇒ 本日のテーマ 標準ライブラリ関数 : ANSI で定義されている． printf など． POSIX 準拠関数 : オペレーティングシステムのインタ フェースや環境を規定した関数ライブラリ． open など． その他のライブラリ関数 : OpenGL の glutCreateWindow など． ANSI: American National Standards Institute POSIX: Portable Operating System Interface for UNIX

5 関数定義の方法 型名 関数名 ( 引数並び ) { 文...} 構文 : 型名 関数名 ( 引数並び ) { 文...} 型名は，関数の戻り値の型．値を返さないときは，何も書 かないか， void と書く． 引数並びは， 0 個以上の「型名 変数名」をカンマで挟んだ もの．引数がないときは，何も書かないか， void と書く． 例 : double my_atof(const char *str0) {…} 例 : void procedure(char *p, int x, int y) {…} 変数が [ ] を伴っていれば，それはポインタと同じ． 例 : int main(int argc, char *argv[ ]) {…} は int main(int argc, char **argv) {…} と書いても同じ．

6 値の前後にカッコは不要． 引数の授受 (1) double f(double x) {return x+1;}... b=f(a); としたとき x を関数 f の仮引数 (formal argument) ， a を実引数 (actual argument) と言う．これらを区別する必要のないときは， ともに引数 (argument) という． x = a; の代入を行ってから，関数本文の処理に入る．関数 の処理が終われば，変数 x ( のオブジェクト ) は消滅する． 関数処理中に return 値 ; があれば，そこで関数の処理を 終え，値を戻り値 (return value) とする． void 型の関数処理中に return; があれば，そこで関数の 処理を終える．戻り値なし． 暗黙の型変換は，仮引数への代入時と，戻り値オブジェ クトの生成時に起こり得る．

7 引数の授受 (2) C の関数呼び出しでは必ず値渡し (call by value) になる． 値渡し : 実引数のコピーが仮引数に格納される．その後， 仮引数の値を変更しても，実引数の値には影響しない． 参照渡し (call by reference) をしたければ，ポインタを引 数とすればよい． 参照渡し : 仮引数は，実引数の別名となる．その後，仮引 数の値を変更すれば，実引数の値もそれに変わる． C ではこの意味での参照渡しをすることができない．

8 関数定義の順番 呼び出す関数は，呼び出す前に ( プログラムファイルの 上のほうで ) 宣言されていなければならない． int 関数名 ( ); 宣言や定義がない場合は， int 関数名 ( ); とみなして呼び 出しを試みる． 対策 呼び出す順序に注意して関数を並べる． 関数プロトタイプを使用する．

9 関数プロトタイプ (Function prototype) 「関数原型」ともいう． 型名 関数名 ( 引数の型の並び ); 構文 : 型名 関数名 ( 引数の型の並び ); 「引数の型の並び」は，「引数（型と変数）の並び」でも よい．このとき仮引数名は無視される． セミコロンは必須． 例 : double my_atof(const char *); 関数プロトタイプのリストを作り，その次に関数定義を 並べれば，関数定義の順番を気にすることなくプログラ ムを記述できる．

10 main 関数の型 main 関数の ( 戻り値の ) 型は， int とする． void main(...) と する本も多いが，規格上適切ではない． 正常終了は return 0; と書き， 異常終了は return 1; と書くのが一般的． main 関数の中以外でプログラムの実行を終えたいときは exit(0); exit(EXIT_SUCCESS); exit(EXIT_FAILURE); のいずれかを書く． ( 要 #include )

11 変数 (Variable) 学ぶこと 型以外の属性 ( 記憶域クラス，型修飾子 ) 有効範囲

12 用語説明 識別子 (Identifier): 変数名，関数名，型定義名などの「名 前」 すでに宣言・定義された識別子で新たに宣言・定義しよう とすると，コンパイルエラー． オブジェクトと識別子の違い 識別子は，プログラム ( 静的 ) で記述する「ラベル」 オブジェクトは，プログラム実行中 ( 動的 ) に生成される 「実体」 同一の識別子に対して複数のオブジェクトが生成されるこ ともある．

13 型の属性 記憶域クラス extern, static, auto, register 型修飾子 const, volatile 例 :extern void function1(const char *); int x(void) {static int c=0;...}

14 記憶域クラス（１） extern: 他の場所で宣言された識別子を参照する． static: そのオブジェクトの生存期間は静的記憶域期間で ある． auto: そのオブジェクトの生存期間は自動記憶域期間で ある． extern と static は，関数に対しても指定できる．ただし static の意味は異なる．

15 記憶域クラス（２） 静的記憶域期間 （ static 変数） static を指定した場合や，なくてもグローバル区間（ブロックの ないところ）で定義した変数が該当する． プログラムの実行に先立ち，一度だけ初期値が設定される． 初期値を指定しないオブジェクトには 0 が代入される． 初期値は，コンパイル時に計算可能な定数式でなければならな い． 自動記憶域期間 （ auto 変数） auto を指定した場合や，なくてもブロック内で定義した変数， 関数の仮引数が該当する． オブジェクトの定義の時点で，毎回初期化される． 初期値を指定しないオブジェクトの初期値は不定． 初期値は任意の計算式でよい．

16 型修飾子 const: その識別子の値はプログラムによって変更できな い．参照は可能． volatile: 処理系が知らないうちに値を変える可能性があ る．参照は可能． const の使用例 : int function(char *p){ } int function(const char *p){ } int function(char * const p){ } int function(const char * const p){ } p は左辺値 にできない *p は左辺値 にできない

17 変数の有効範囲（１） 各変数は，定義された位置や記憶域クラスの指定により， 有効範囲 (scope) を持つ． グローバル区間で定義された変数 … ファイル末尾まで ． ブロックの中で定義された変数 … ブロック終了まで ． ブロックを終えると， auto 変数のオブジェクトは破棄され， static 変数のオブジェクトは保存される．

18 変数の有効範囲（２） 変数の有効範囲とオブジェクトの生存期間 各変数に結び付けられたオブジェクトは，指定された記憶 域クラスに応じて生成・破棄される． 破棄されるまでは，スコープの外からでも ( ポインタなど で間接的に ) オブジェクトの参照ができる． 関数内の auto 変数は，関数処理のたびに生成される． ⇒ 再帰関数が構成できる．

19 まとめ 関数を自分で定義することができる．関数を呼び出すと き，引数は値渡しで授受される． それまでに定義した関数しか呼び出すことができない （と考えるのがよい）ので，関数定義の順番に注意する か，関数プロトタイプを利用する． 変数には，型とは別の属性として，記憶域クラスと型修 飾子を指定できる． static 変数と auto 変数とでは，大き く挙動が異なる． 変数の定義とオブジェクトの生成は別． オブジェクトの生成・破棄のタイミングに注意する．

20 発展的な話題（１） 型名 関数名 ( 引数名並び ) 「引数の型と引数名 ; 」の並び { 文...} 古い関数定義の構文 (K&R): 型名 関数名 ( 引数名並び ) 「引数の型と引数名 ; 」の並び { 文...} 例 : int main(argc, argv) int argc; char *argv[ ]; {…} 比較：現在の構文 (ANSI) int main(int argc, char *argv[ ]) {…}

21 発展的な話題（２） void 型 関数の（戻り値の）型や引数として記述可能． void 型の関数の式を値として利用できない（コンパイルエ ラー）． void f(void) {…} としたとき， f(); は OK ． printf("%d", f()) は NG ． void 型の変数は定義できない（コンパイルエラー）． void * 型の変数は定義可能．この型は，ポインタ間の変換 などで用いられる．

22 レポート課題 課題：「バージョン」について バージョン管理されたソフトウェアを一つ取り上げながら， バージョンの必要性・有用性をＡ４用紙２枚で論述する． 適切に引用し，友人などの協力があれば謝辞をつける． 提出方法：１２月１６日（２週間後）の授業開始時に回 収する．