プログラミング入門２ ファイルの入出力 ポインタ 芝浦工業大学情報工学科 青木 義満

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1 プログラミング入門２ ファイルの入出力 ポインタ 芝浦工業大学情報工学科 青木 義満
I’ll get started with Introduction and Conventional works around our study, then mention our motivation and goal. Next, I’ll explain our 3D Face Modeling Method and its medical application. Finally, I’ll conclude this presentation with some future works. 芝浦工業大学情報工学科 青木　義満

2 前回演習問題，課題についての注意事項 演算の優先順位について 配列の要素数について
radian = acos(naiseki/p1*p2); naiseki = x1*x2 + y1*y2; p1 = sqrt(x1*x1+y1*y1); p2 = sqrt(x2*x2+y2*y2); radian = acos(naiseki/(p1*p2)); ()を使って計算の 優先順位を決める 配列の要素数に変数は使用できない。 定数のみ使用可能 （直接数字を書くか，#defineで定数を定義するか） 重要 int 　num; char name[num][128]; printf(“人数を入力してください：”); scanf(“%d”, &num); ※必要なサイズの配列を動的に確保することも可能 　　alloc, malloc関数 コンパイルエラー プログラミング入門２

3 今回の講義内容 ファイル入出力 ファイルからのデータ読込み ファイルと配列 ポインタ ポインタの基本 プログラミング入門２

4 ファイルへのデータ書き込み（復習） ソースファイル名：fileio1.c データをファイルに書き込み ファイルポインタ宣言
100　morishima #include <stdio.h> int main(void) { FILE *fp; int student_id = 100; char name[ ]= "morishima"; double tensu = 95.5; fp = fopen("test.txt","w"); fprintf( fp, "%d\n", student_id ); fprintf( fp, "%s\n", name ); fprintf( fp, "%f\n", tensu ); fprintf( fp, "%d %s %f\n", student_id, name, tensu ); fprintf( fp, "%d\t%s\t%f\n", student_id, name, tensu ); fclose(fp); return(0); } ファイルポインタ宣言 ファイルに書き込むデータ “test.txt”という名前でファイルをオープン （書き込み用） データをファイルに書き込み ファイルを閉じる プログラミング入門２

5 ファイルからのデータの読込みの必要性 ファイルに格納されているデータを，プログラム中に読み込んで処理 プログラム～xxx.c
int student_id[NUMBER]; char name[NUMBER][256]; double score[NUMBER]; ・・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・ プログラム～xxx.c ファイル～成績表リスト aoki 100　morishima tokunaga ・・・・・・ ・・・・・ プログラミング入門２

6 データの作成（野球選手成績リスト） ソースファイル名：player1.c チーム名，選手名，ホームラン数をファイルに書き込み
#include <stdio.h> #define NUM /* 最大100人までの選手データを扱う */ int main(void) { FILE *fp; char team[NUM][256]; char name[NUM][256]; int hr[NUM]; int i; fp = fopen("player.txt","w"); /* キーボードから選手データを読込み */ for(i=0; i < 5; i++){ printf("Input Players' Data\n"); printf("Team : "); scanf("%s", team[i]); printf("name : "); scanf("%s", name[i]); printf("Homerun : "); scanf("%d", &hr[i]); } 　　for(i=0; i < 5; i++){ 　　　　　　/* 読み込んだデータを画面表示 */ 　　　　　　printf( "%s %s %d\n", team[i], name[i], hr[i]); 　　　　　　/* 読み込んだデータをファイルへ書き込み */ 　　　　　　fprintf( fp, "%s %s %d\n", team[i], name[i], hr[i]); 　　} 　　fclose(fp); 　　return(0); } G Matsui 50 L Matsui D Fukudome 20 ・・・・・・ ・・・・・ player.txt プログラミング入門２

7 ファイルからのデータの読み込み ファイルからデータを読み込む際の手順 ファイルを開く （読込みモードで） 変数へのデータの読込み
ファイルを開く　（読込みモードで） 変数へのデータの読込み fscanf関数等を使用 ファイルを閉じる プログラミング入門２

8 ファイルを開く ～ fopen関数 FILE *fp FILE *fp; fp = fopen( “file.txt”, “ｒ” );
データを読み込む対象の　”ファイル名”　を指定 読み込みモードを指定（2つ目の引数に”r”を指定） 読み込みモードでファイルを開く操作 FILE　*fp （ファイルポインタ） file.txt (ファイル) FILE　*fp; fp = fopen( “file.txt”, “ｒ” ); ファイルを指定 読込みモード ファイル名 fp　を介して，ファイルにアクセスが可能！ プログラミング入門２

9 ファイルを開く際のモードの種類 (テキストファイル)
ファイルを開く際のモードの種類　(テキストファイル) モード 意味 “ｒ” 読込み用にファイルを開く。ファイルが存在しない場合や見つからない場合は失敗する。 “w” 書き込み用にファイルを作成。ファイルが存在する場合はそのファイルの内容は破棄する。 “a” 追加書き込みのために既存ファイルを開く。ファイルが存在しない場合には作成する。 “ｒ+” 読み書き用にファイルを開く。ファイルは存在していなければならない。 “w+” 読み書き用にファイルを作成。ファイルが存在する場合には，そのファイルの内容は破棄する。 “a+” 読込みと追加の両方のモードでファイルを開く。ファイルが存在しない場合は作成する。 プログラミング入門２

10 ファイルからのデータの読込み ～ fscanf関数
→　fscanf関数（fileからのデータ入力） fscanf関数の書式 scanf関数 scanf( “%d”, &x); fscanf関数 100 　file.txt fp = fopen( “file.txt”, “r” ); プログラム中の変数 int x fscanf fscanf( fp, “%d”, x ); データを読み込む対象の のファイル（ポインタ） プログラミング入門２

11 fscanf関数の使用例 ファイル：fscanf( fp, “%lf”, x ); 実数データの読み込み 文字列データの読込み
１行に並んでいる複数の型のデータを読み込み ファイル：fscanf( fp, “%lf”, x ); double x 文字配列１つ：　char name[256] ←　fscanf( fp, “%s”, str ); 複数の文字配列：　char name[5][256] ←　fscanf( fp, “%s”, str[i] ); fscanf( fp, “%d %s %f”, student_id, name, tensu ); char name[ 256] ; int student_id; double tensu; aoki file プログラミング入門２

12 ファイルを閉じる 使い終わったら，後片付け ファイルを閉じる ファイルを開く時に指定したファイルポインタを指定 fclose(fp);
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13 ファイルからのデータの読込み 例題 ソースファイル名：player2.c データをファイルから読み込み，変数に格納, 表示
ファイルからのデータの読込み　例題 ソースファイル名：player2.c データをファイルから読み込み，変数に格納, 表示 #include <stdio.h> #define NUM 100 int main(void) { FILE *fp; char team[NUM][256]; char name[NUM][256]; int hr[NUM]; int i; fp = fopen("player.txt","r"); /* ファイルから選手データを読込み */ for(i=0; i < 5; i++){ fscanf(fp, "%s %s %d", team[i], name[i], &hr[i]); } for(i=0; i < 5; i++){ /* 読み込んだデータを画面表示 */ printf( "%s\t%s\t%d\n", team[i], name[i], hr[i]); } fclose(fp); return(0); 読込みモードで ファイルをオープン プログラミング入門２

14 入出力ファイル名の指定 これまでのプログラム ファイル名の指定 入出力ファイル名をプログラム中で指定
fp = fopen("player.txt","r"); キーボードからファイル名を指定できれば便利！ char filename[256]; printf(“input filename : ”); scanf( “%s”, filename ); fp = fopen( filename, “r” ); プログラミング入門２

15 入出力ファイル名の指定 例題 指定したファイルが存在しなかったら？ ソースファイル名：filename.c ファイル名を指定して開く
入出力ファイル名の指定　例題 ソースファイル名：filename.c ファイル名を指定して開く #include <stdio.h> int main(void) { FILE *fp; char filename[256]; printf( "Input file name : " ); scanf( "%s", filename ); fp = fopen(filename, "r"); printf("ファイル名は%sです", filename); /* ファイルからのデータ読込み */ /* データ処理 */ return(0); } ファイル名格納用変数 キーボードから入力した文字列を filenameに格納 Filenameでファイル名を指定して開く 指定したファイルが存在しなかったら？ プログラミング入門２

16 ファイルが開けるかどうかのチェック fp = fopen(filename, "r"); if文を使って判定 fopen関数 の仕様
ファイルが開けるかどうかの判定 fp = fopen(filename, "r"); fpにそのファイルを指定するファイルポインタを格納 （fpには，そのファイルを指定可能にするための何らかの値が入る） ファイル”filename”が存在し，開ける場合 fpにはNULL（空）が代入される ファイル”filename”が存在しない，開けない場合 fp = fopen(filename, “r”) == NULL == それ以外の値 if文を使って判定 プログラミング入門２

17 ファイルが開けるかどうかのチェック 例題 ソースファイル名： filecheck.c 指定したファイルが開けるかどうかを判定
ファイルが開けるかどうかのチェック　例題 ソースファイル名：　filecheck.c 指定したファイルが開けるかどうかを判定 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { FILE *fp; char filename[256]; printf( "Input file name : " ); scanf( "%s", filename ); if( (fp = fopen(filename, "r") ) == NULL ){ 　　　printf("指定したファイル%sは開けません\n", filename); 　　　printf("プログラムを終了します\n"); 　　　exit(1); } else{ 　　　printf( "file open成功!\n" ); 　　　printf( "ファイル名は%sです", filename ); /* ファイルからのデータ読込み，データ処理 */ return(0); ヘッダーを追加（exit関数使用のため） ファイルが開けるかどうかの判定 　fp=NULL, 　ファイルが開けなかった場合 プログラムを終了 　fp != NULL : ファイルが開けた場合 プログラミング入門２

18 ポインタ

19 ポインタ 変数のメモリ空間上での振舞いを意識！ C言語の理解を妨げる難敵の一つ 更にプログラミングの勉強を進めるためには，
　　超えなければならない壁 理解できれば，C言語の機能をフルに活用できるようになる これまで，流して説明してきた部分を理解できる scanf関数でなぜ変数に＆をつけるの？ 文字列をscanfで読み込む場合にはなぜ＆が不要？ 関数に配列を渡すとき，どうして配列名だけを書いて渡すの？ ファイルポインタとは？ その他 変数のメモリ空間上での振舞いを意識！ プログラミング入門２

20 ポインタ の必要性 和と差の値は表示されない！ どうして？ ソースファイル名： list1001.c (p.226)
ポインタ　の必要性 ソースファイル名： list1001.c (p.226) ２つの整数の和と差を求める関数（間違い） #include <stdio.h> void sum_diff(int n1, int n2, int sum, int diff) { sum = n1 + n2; diff = n1 - n2; } int main(void) int　na, nb; int　wa = 0, sa = 0; puts("二つの整数を入力してください。"); printf("整数Ａ："); scanf("%d", &na); printf("整数Ｂ："); scanf("%d", &nb); sum_diff(na, nb, wa, sa); printf("wa = %d\n", wa); printf("sa = %d\n", sa); return (0); 和と差の値は表示されない！ どうして？ プログラミング入門２

21 解決にはポインタが必要！ 関数呼び出しと引数の引渡し過程（復習） 重要 実引数の値が，仮引数にそれぞれ コピーされる
main関数 int main(void) { 　　　int na, nb; int sa=0, wa=0; 　　　na = 10; 　　　nb = 20; sum_diff( na, nb, wa, sa ); printf("wa = %d\n", wa); printf("sa = %d\n", sa); } 実引数の値が，仮引数にそれぞれ コピーされる （変数そのものでなく，中に格納されている値 　　　　が受け渡される！） 重要 実引数 20 10 仮引数 void sum_diff( int n1, int n2, int sum, int diff ) { sum = n1 + n2; diff = n1 – n2; } この関数内では，sumは30， 　diffは-10となるが。。。 Main文のwa, saの値は 書き換えられない！ 解決にはポインタが必要！ プログラミング入門２

22 変数 と オブジェクト （p.227） 変数の型とオブジェクト 設計図と実体 double x; int m; x m 実体
　設計図 型は設計図，オブジェクトは設計図に基づいて作られた実体 プログラミング入門２

23 論理的なオブジェクトと物理的なオブジェクト
変数（オブジェクト）は，記憶域（メモリ）中の一部を占める箱 int m; double x; オブジェクトは記憶域中の一部を占有する箱 物理的なオブジェクトの概念 現実 m x メモリ空間 1000番地 1008番地 イメージ オブジェクトは独立した個別の箱 アドレス（番地） x m 論理的なオブジェクトの概念 プログラミング入門２

24 アドレスとは？ オブジェクトのアドレス オブジェクト（実体）が格納されているメモリ上の番地のこと プログラム中で変数を宣言
コンピュータのメモリ内にある場所（アドレス）に，ある大きさの領域を確保すること プログラミング入門２

25 アドレスを表示 ソースファイル名： list1002.c (p.228) オブジェクトのアドレスを表示
#include <stdio.h> int main(void) { int nx; double dx; int vc[3]; printf("nxのアドレス：%p\n", &nx); printf("dxのアドレス：%p\n", &dx); printf("vc[0]のアドレス：%p\n", &vc[0]); printf("vc[1]のアドレス：%p\n", &vc[1]); printf("vc[2]のアドレス：%p\n", &vc[2]); return (0); } プログラミング入門２

26 アドレス演算子（＆） オブジェクトの頭に＆をつけると，そのオブジェクトの格納されているアドレスを取り出すことが可能
アドレスをprintfで表示するための変換指定は%p m x メモリ空間 1000番地 1008番地 アドレス（番地） int m; double x; &m &x printf("nxのアドレス：%p\n", &nx); nxのアドレスを16進数で表示 プログラミング入門２

27 ポインタとは？ int *p; ポインタ変数 ポインタの宣言 オブジェクトのアドレス（メモリ上の位置）を格納するためのもの int nx;
ポインタ変数pの型は？　→　「int *」型，int型オブジェクトへのポインタ型 プログラミング入門２

28 最初のポインタ・プログラム ソースファイル名：pointer1.c 整数の値とポインタの値を表示 表示される値を確認！
#include <stdio.h> int main(void) { int　　nx; int　　*pt; nx = 57; pt = &nx; printf("nxの値：%d\n", nx); printf("nxのアドレス：%p\n", &nx); printf("ptの値：%p\n", pt); return (0); } 　int型オブジェクトのアドレスを格納するための int型へのポインタ型＝（int *）型 表示される値を確認！ プログラミング入門２

29 プログラムの解説 int nx; int *pt; nx = 57; pt = &nx; pt
1000番地 メモリ上の番地 &nx = 代入 nxのアドレス pt int *型　＝　int型のアドレスを格納するための変数 printf("nxの値：%d\n", nx); printf("nxのアドレス：%p\n", &nx); printf("ptの値：%p\n", pt); 57 同じアドレスを示す プログラミング入門２

30 int型とintへのポインタ型 int ＊型 int型 pt その値は整数を格納する その値は整数 オブジェクトのアドレス
nx 　int　　*pt; 　int　　nx; その値は整数を格納する オブジェクトのアドレス その値は整数 &nx は（int *）型 pt (int *)型 プログラミング入門２

31 ポインタがオブジェクトを「指す」 int nx; int *pt; pt = &nx; pt
　　という。 57 int　　nx; int　　*pt; pt = &nx; nx 1000番地 メモリ上の番地 &nx = 代入 nxのアドレス pt ptにはオブジェクトnxのアドレスが格納されているので， 　ptはnxを指している　といえる。 プログラミング入門２

32 間接演算子 ソースファイル名：pointer2.c ポインタが指すオブジェクトの値を表示
#include <stdio.h> int main(void) { int nx; int *pt; nx = 57; pt = &nx; printf( "nxのアドレス：%p\n", &nx); printf( "nxの値：%d\n", nx ); printf( "ptの値：%p\n", pt ); printf( "*ptの値：%d\n", *pt ); return(0); } 　ptに，int型の変数nxのアドレスを代入 pt は nx を指す プログラミング入門２

33 ポインタとエイリアス（別名） pt pt int nx; int *pt; nx = 57; pt = &nx; pt は x を指す x
ポインタpがオブジェクトxを指すとき，*pはxのエイリアス（別名）となる 重要 プログラミング入門２

34 ポインタが指すオブジェクトへの代入 pt *ptはnxのエイリアス nx *pt 300 *ptに300を代入することは，
ソースファイル名：pointer3.c ポインタを介して，オブジェクトの値を変更 #include <stdio.h> int main(void) { int nx, ny; int *pt; pt = &nx; *pt = 100; printf( "nxの値：%d\n", nx ); printf( "*ptの値：%d\n", *pt ); pt = &ny; *pt = 300; printf( "nyの値：%d\n", ny ); return(0); } *ptはnxのエイリアス ptはnxを指す nx *pt 300 pt *ptに300を代入することは， nxに300を代入することと同じ プログラミング入門２

35 演習課題（第９回） 以下のようなサッカー選手のデータファイルをエディタ（emacs）で作成せよ。そのファイルから，選手名，アシスト数，ゴール数を読み込み，アシスト王，得点王，MVP（アシスト＋得点がMAX）の選手を判定し，画面に結果を表示するプログラムを作成せよ。（kadai9-1.c） 名前 アシスト ゴール 選手数は各自で決めて良い 最大値を求める関数を自分で設計し、使用すること Takahara Nakayama Magron Kazu ・・・・・・・ ファイル：player.txt プログラミング入門２

36 演習課題 2. ポインタの理解（kadai9-2.c） 次の手順でプログラムを作成せよ。 Int型のオブジェクト x, y を宣言
Intへのポインタ型　ptr　を宣言 x, yにそれぞれ，100，500を代入 ptr がオブジェクトxを指すようにする *ptrの値を表示 ptrを介して，xの値を400に変更 x, *ptrの値を表示 ptr がオブジェクトyを指すようにする ptrを介して，yの値を200に変更 y, *ptrの値を表示 プログラミング入門２

37 提出方法 演習課題１〜２のプログラムを作成し，動作確認した上で 提出方法：
ソースファイル（kadai9-1.c　〜　kadai9-2.c） をメールに添付して提出せよ。 提出方法：　　 メールの題名（subjet）を, “pro2-9” + “学籍番号”＋”自分の苗字”（全て半角英数文字にて）とする。 例）　pro2-9 L02001 aoki (青木アドレス) 提出期限：　12月10日（月）　13:00まで（時間厳守） プログラミング入門２