情報処理Ⅱ ２００７年１１月５日（月）.

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1 情報処理Ⅱ ２００７年１１月５日（月）

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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 リp.61

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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．

12 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

13 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

14 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． 入pp , pp int10.c

15 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．

16 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

17 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

18 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 multiarray.c

19 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．

20 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 リp.51, pp.56-58, p.283

21 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

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

23 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）

24 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．