16.3 関数と構造体 ■ 乱数の発生 ■ 制御コード ■ 列挙型 ■ system関数

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1 16.3 関数と構造体 ■ 乱数の発生 ■ 制御コード ■ 列挙型 ■ system関数
第16章　構造体 ■　ゲーム作成 16.3 関数と構造体 ■ 乱数の発生 ■ 制御コード ■ 列挙型 ■ system関数

2 今日のポイント 構造体、タグ名、メンバーとそれらの 使い方を思い出す！ 構造体のデータを関数間でやりとり する場合の仮引数・実引数の使い方
　使い方を思い出す！ 構造体のデータを関数間でやりとり する場合の仮引数・実引数の使い方 関数値を構造体で戻す方法

3 中点を求めて出力する関数 center_point のプロトタイプ宣言
16.3　関数と構造体 構造体、タグ名、メンバーとは何だったか? プログラム例 から x 座標 y 座標 point タグ名 struct point { double x; double y; }; void center_point(struct point p1, struct point p2); メンバーの宣言 「２つのdouble型から成る構造体に point という名前のブランドタグをつけよう」 　　　　　という感じ 中点を求めて出力する関数 center_point のプロトタイプ宣言 p1, p2 は point というタグがついた構造体変数

4 16.3 関数と構造体 プログラム例 16.3.2 構造体データの引渡し #include <stdio.h>
16.3　関数と構造体 プログラム例 構造体データの引渡し #include <stdio.h> struct point { double x; double y; }; void center_point(struct point p1, struct point p2); int main(void) { struct point p1, p2; p1.x = 3.8; p1.y = 5.6; p2.x = 8.4; p2.y = 18.2; center_point(p1, p2); return 0; } 構造体の実引数を関数に引き渡す

5 16.3 関数と構造体 プログラム例 16.3.2 構造体データの引渡し
16.3　関数と構造体 プログラム例 構造体データの引渡し 仮引数が構造体である関数の定義 void center_point(struct point p1, struct point p2) { double xm, ym; xm = (p1.x + p2.x) / 2.; ym = (p1.y + p2.y) / 2.; printf("(%.2f, %.2f) と (%.2f, %.2f) の" "中点の座標は (%.2f, %.2f)\n", p1.x, p1.y, p2.x, p2.y, xm, ym); } メンバーを用いて計算 出力はメンバーで

6 平均点計算用の関数 average_of_scores のプロトタイプ宣言
16.3　関数と構造体 関数から結果を受け取る場合 → ポインタで プログラム例16.3.3から タグ名 struct grade { char *name; int subject1; int subject2; int subject3; double average; }; void average_of_scores(struct grade *h_p); 氏　名 科目1の点数 科目2の点数 科目3の点数 平均点 grade メンバーの宣言 平均点計算用の関数 average_of_scores のプロトタイプ宣言 h_p は grade というタグがついた構造体の先頭アドレスを指すポインタ変数

7 16.3 関数と構造体 プログラム例 16.3.3 改 #include <stdio.h> struct grade {
16.3　関数と構造体 ３科目の平均点を出すプログラム プログラム例 改 平均点計算用の関数のプロトタイプ宣言 h_p は grade というタグがついた 構造体の先頭を指すポインタ変数 #include <stdio.h> struct grade { char *name; int subject1; int subject2; int subject3; double average; }; void average_of_scores(struct grade *h_p); int main(void) { struct grade Smith = {"John Smith", 90, 80, 35, 0}; average_of_scores(&Smith); printf("name: %s\n", Smith.name); printf("科目1: %d 科目2: %d 科目3: %d\n", Smith.subject1, Smith.subject2, Smith.subject3); printf("平均: %f\n", Smith.average); return 0; } ここでは Smith という構造体変数の アドレス（＝ポインタ）が実引数

8 16.3 関数と構造体 *h_p.average ⇔ h_p -> average プログラム例 16.3.3 改
16.3　関数と構造体 プログラム例 改 ３科目の平均点を出すプログラム 平均点計算用の関数の定義 h_p は grade というタグがついた 構造体の先頭を指すポインタ変数 void average_of_scores(struct grade *h_p) { h_p -> average = (h_p -> subject1 + h_p -> subject2 + h_p -> subject3) / 3.; } ポインタの場合 選択演算子 "->" でメンバーを指定する *h_p.average ⇔ h_p　->　average

9 16.3 関数と構造体 プログラム例 16.3.2 改 関数から結果を構造体で 受け取るもう1つの方法
16.3　関数と構造体 関数から結果を構造体で 受け取るもう1つの方法 プログラム例 改 #include <stdio.h> struct point {double x; double y;}; struct point center_point(struct point p1, struct point p2); int main(void) { struct point p1, p2, p3; p1.x = 3.8; p1.y = 5.6; p2.x = 8.4; p2.y = 18.2; p3 = center_point(p1, p2); printf("(%.2f, %.2f) と (%.2f, %.2f) の" "中点の座標は (%.2f, %.2f)\n", p1.x, p1.y, p2.x, p2.y, p3.x, p3.y); return 0; } 戻り値が構造体であることを宣言 結果を受け取る構造体 p3 を用意 結果の構造体を関数から戻り値で受け取る

10 16.3 関数と構造体 プログラム例 16.3.2 改 関数から結果を構造体で 受け取るもう1つの方法
16.3　関数と構造体 関数から結果を構造体で 受け取るもう1つの方法 プログラム例 改 戻り値が構造体である関数の定義 struct point center_point(struct point p1, struct point p2) { struct point p; p.x = (p1.x + p2.x) / 2.; p.y = (p1.y + p2.y) / 2.; return p; } 結果を入れる構造体を用意 メンバーを用いて計算 結果を構造体で返す

11 ■ 乱数の発生 int rand(void) 疑似乱数の発生 範囲：0～RAN_MAX（=32767）
p.183 int rand(void) 疑似乱数の発生 範囲：0～RAN_MAX（=32767） <stdlib.h>内で宣言 void srand(unsigned n) 疑似乱数のシード（種）の指定・変更 time_t time(time_t *timer) 経過時間を秒単位で表した数値 引数は NULL (空ポインタ)でよい <time.h>内で宣言

12 サイコロ・プログラム(dice.c) #include <stdio.h> #include <stdlib.h>
#include <time.h> int main(void) { int i; /* 実行するたびに違う値が得られるように、 * 現在の時刻値を使って乱数ジェネレータを初期化 */ srand((unsigned)time(NULL)); /* サイコロを10回振る */ for (i = 0; i < 10; i++) printf("%d ", (rand() % 6) + 1); // 6の剰余系+１ printf("\n"); return 0; }

13 ■ 制御コード 教科書 p.180, 表A.2: 制御コード 使用例 \a ベル・警告音の出力 \r 行頭に戻る(キャリッジ・リターン）
\f そのままの位置で行送り（ライン・フィード） \n 改行(\r\f) \t 水平タブ 使用例 putchar('\a'); printf("現在 %d 回目\r\a", i);

14 サイコロ・プログラム2(dice2.c) #include <stdlib.h>
#include <stdio.h> #include <time.h> int main(void) { int i, n, m; /* 現在の時刻値を使って乱数ジェネレータを初期化 */ srand((unsigned)time(NULL)); printf(" ---\n"); n = rand() % 6; m = n rand() % 10; for (i = n; i < m; i++) printf("\r| %d |\a", i % 6 + 1); printf("\n ---\n"); return 0; } n = 0 ~ 5 m = n+8 ~ n+17 1回の alert に約200 ms かかる → このサイコロは1.6 ～3.4秒間転がる

15 ■ 列挙型 名前付き定数をゼロからの整数に対応させる enum タグ {列挙子リスト}; 例： 実体→ 0, 1, ..., 6
実体→ 0, 1, ..., 6 enum DAYS { SUNDAY, MONDAY, ..., SATURDAY };

16 ■ system関数 OS（コマンドプロンプト）のコマンドをプログラムの中から実行できる。 system("cls") で画面クリア
#include <stdlib.h> が必要

17 地底探検ゲーム（undergnd.c） P:ドライブ-2007年度後期-プログラミング入門2
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> /* 地面を格納する構造体の宣言 */ struct ground { int block[10]; // 地下情報を格納する配列の宣言 char blockStr[21]; // 地下ブロックパターン }; 乱数発生に必要 g[0].block = {1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1} g[0].blockstr ■＿＿■＿＿＿■＿■ 2バイト文字なので倍のサイズが必要 + \0 →　21バイト

18 地底探検ゲーム（undergnd.c） /* 地面を作成する関数 */ void makeGround(struct ground *p)
{ int i; char *kabe[] = { "　", "■" }; /* 左の壁 */ strcpy(p->blockStr, kabe[1]); p->block[0] = 1; /* 中央のブロックパターン */ for (i = 1; i <= 8; i++) { p->block[i] = rand() % 4 ? 0 : 1; // 確率1/4でブロック発生 strcat(p->blockStr, kabe[p->block[i]]); } /* 右の壁 */ strcat(p->blockStr, kabe[1]); p->block[9] = 1; 3バイトの文字列２つの配列 "■" 4で割り切れたら偽→1, 割り切れなければ真→0 対応する位置にブロックを置く "■"

19 地底探検ゲーム（undergnd.c） 現在地記憶用変数 int main(void) { ギブアップチェック用フラグ
int i, score = 0, x = 4, key = 1; struct ground g[4]; // 地面の構造体配列(4層分) /* 最初の地面の作成 */ srand(time(NULL) % 100); // 乱数シード：現在時刻の100の剰余 for (i = 0; i < 4; i++) makeGround(g + i); /* メインループ */ while (key) { /* 画面表示 */ strncpy(g[2].blockStr + x * 2, "☆", 2); for (i = 0; i < 4; i++) printf("%s\n", g[i].blockStr); strncpy(g[2].blockStr + x * 2, "　", 2); ギブアップチェック用フラグ 構造体配列の ポインタで引渡し 現在地マーク の埋め込み 4層分の地面を描画 次回に☆印を残さないための準備

20 地底探検ゲーム（undergnd.c） /* キー入力 */ printf("距離 %d m: ", score);
scanf("%d", &key); /* 移動 */ if (key == 4 && g[2].block[x - 1] == 0) x--; else if (key == 6 && g[2].block[x + 1] == 0) x++; else if (key == 2 && g[3].block[x] == 0) { for (i = 0; i < 3; i++) g[i] = g[i + 1]; makeGround(g + 3); score++; } /* 終了処理 */ printf("スコア: %d メートル！", score); return 0; 左に移動 右に移動 下に移動 1段下からコピー 最下層の新規作成

21 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <time.h> #define TRUE 1 #define BSIZE 5 // ゲームボードのサイズ #define MINENUM 5 // 地雷の数 // 地雷を表現する構造体 typedef struct { int x, y; } Mine; enum MSTAT { MISS, NEAR, HIT }; static char map[BSIZE][BSIZE]; 整数値の座標で表現 Mine 型として定義 地雷の探査結果用の列挙型MSTATの定義 地雷マップ用の配列 staticにしておくと初期化される

22 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
// 地雷を追加する関数 void Mine_set(Mine *p) { do { p->x = rand() % BSIZE; p->y = rand() % BSIZE; } while (map[p->y][p->x]); map[p->y][p->x] = TRUE; } // 地雷に近いかどうかをチェックする関数 enum MSTAT Mine_check(int cx, int cy, Mine *p) int distX, distY; if (p->x == cx && p->y == cy) return HIT; distX = p->x - cx; distY = p->y - cy; if (-1 <= distX && distX <= 1 && -1 <= distY && distY <= 1) return NEAR; return MISS; すでに配置されている地雷と重複しないようチェック 地雷マップに登録 地雷を踏んだらHITを出力 地雷の隣ならNEARを出力 それ以外ならMISSを出力

23 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
// ゲームボード用データ構造 int status[BSIZE][BSIZE]; Mine m[MINENUM]; enum BSTAT { ALREADY, OPEN, BOMB }; // ゲームボードの初期化関数 void Board_init(void) { int x, y, i; // 状態の初期化 for (y = 0; y < BSIZE; y++) for (x = 0; x < BSIZE; x++) status[y][x] = -1; // 地雷セット for (i = 0; i < MINENUM; i++) Mine_set(&(m[i])); } ボードの状況用配列 地雷用配列を確保 ボードの状況記述用の 列挙型BSTATの定義 未探査状態は -1 地雷の数だけ呼び出す ポインタを渡す

24 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
// 指定された座標を開く関数 enum BSTAT Board_open(int x, int y) { int i, nearCount = 0; enum MSTAT ms; if (status[y][x] >= 0) return ALREADY; for (i = 0; i < MINENUM; i++) { ms = Mine_check(x, y, &m[i]); if (ms == HIT) return BOMB; if (ms == NEAR) nearCount++; } status[y][x] = nearCount; return OPEN; 地雷の探査結果用 探査済みなら 0 以上 →ALREADY を出力 未探査ならチェック 結果がHITならBOMBを出力 結果がNEARならカウンタを１つ増して次の地雷をチェック NEARの数をボードに記載 全部の地雷についてチェックして NEARばかりならOPENを出力

25 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
// ゲームボードを画面に表示する関数 void Board_show(void) { int i, x, y; printf(" "); for (i = 0; i < BSIZE; i++) putchar('A' + i); printf("\n"); for (y = 0; y < BSIZE; y++) { printf("%d ", y + 1); for (x = 0; x < BSIZE; x++) { if (status[y][x] < 0) printf("#"); else printf("%1d",status[y][x]); } ボードの x 座標 A～E の表示 y 座標の数字表示 未探査なら # を表示 探査済みなら NEARの数を表示

26 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
int main(void) { int i, x, y, openCount = 0; char charX, charY, key[100]; enum BSTAT bs; // 乱数の初期化 srand(time(NULL) % 100); Board_init(); // メインループ while (TRUE) { Board_show(); printf("座標を入力してください(例 A1): "); fgets(key, 100, stdin); if (strlen(key) < 2) continue; // 入力されたX座標をチェックする charX = key[0]; if (charX < 'A' || charX > 'A' + BSIZE-1) continue; x = charX - 'A'; ゲームボードの状況報告用 ゲームボードの初期化 ゲームボードの表示 キーボードから1行入力 2文字未満ならやりなおし ボードの範囲外ならやりなおし

27 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
// 入力されたY座標をチェックする charY = key[1]; if (charY < '1' || charY > '1' + BSIZE-1) continue; y = charY - '1'; // 判　定 if ((bs = Board_open(x, y)) == BOMB) { printf("\a\a\a\a地雷を踏んでしまいました！\n"); break; } if (bs == ALREADY) continue; if (++openCount == BSIZE*BSIZE - MINENUM) { printf("\aクリアしました！\n"); Board_show(); ボードの範囲外ならやりなおし 地雷を踏んだら強制終了 探査済みならやりなおし 探査済み数＝全座標数－地雷数　ならクリア 最終結果を表示

28 マイン・スイーパー（mineswpr.c）
　　printf("\n"); for (i=0; i<MINENUM; i++) 　　　 printf(" %c%d",'A'+m[i].x,1+m[i].y); return 0; } 正解（地雷の座標）の表示 status[][] map[][] A B C D E A B C D E Mine m[] m[0]={4,1} m[1]={1,0} m[2]={3,4} m[3]={0,4} m[4]={0,2}

29 スキルアップタイム１ 地底探検ゲーム(undergnd.c)をコンパイルし、動作を確認せよ
srand(…)の行をコメントアウトすると、どうなるか、確認せよ ファイル入出力関数の利用により、「ハイスコアの表示・保存機能」を付け足せ（保存ファイル名はhighscr.txt）

30 スキルアップタイム1のヒント int highscore=0; FILE *fp; ...
if ((fp = fopen("highscr.txt", "r")) != NULL) { fscanf(fp, "%d", &highscore); fclose(fp); } if (score > highscore) { printf("ハイスコアです！\n"); fp = fopen("highscr.txt", "w"); fprintf(fp, "%d\n", score); } else printf("ハイスコア： %d メートル\n", highscore);

31 スキルアップタイム２ マイン・スイーパー(mineswpr.c)をコンパイルし、動作を確認せよ ゲームボードのサイズや地雷の数を変えてみよ
srand(…)の行をコメントアウトすると、どうなるか、確認せよ 盤面を表示するたびに、実行ウィンドウの上部から書き直すように改良せよ