Cプログラミング入門　第１回

1.1　手始めに

　はじめに，技術的なことを話します。Cのプログラミングは，次のような 順序で行います。

やること使用するツール具体的にやること
1. 問題の提示　　
2. 問題の解析your blain頭をしぼろう
3. プログラムを書くエディタ (mule) いつもどおりmuleを立ち上げ，
例えばp.7のようなプログラムを書く
4. プログラムをセーブするmule でC-x C-s 例えばファイル名"hello.c"でセーブ
かならず，.c　の拡張子を付ける
5. コンパイルコンパイラ (gcc) gcc　hello.c[return]で
コンパイルする。
6. 実行UNIX上 ./a.out [return]でプログラムが走る。

　こでコンパイルとは，C言語（人間が分かる言語）のファイルを コンピュータの言語に翻訳することです。C言語のファイルにエラーが なければ，a.out （実行形式ファイル）が生成され，すぐ実行できます。 エラーがあれば，メッセージが出てコンパイルが止まります。
　エラーが出てもファイルもワークステーションも壊れません。あわてずに， エディタ (mule)でプログラムを修正し，再度コンパイルをしましょう。

　ちなみに，この方法でできる実行形式ファイルの名前はすべてa.out です。 しかし，例えば上のプログラムの実行形式ファイルは， "hello" という 名前にしておいて， hello[return] でプログラムが走るようにしたほうが より良いでしょう。これを『オブジェクトを作成する』といいます。 オブジェクトを作成する場合は，-o オプションを用いて，

gcc -o オブジェクト名　ソースファイル名 [return]
でコンパイルすればよいです。

ちょっとひとこと
　エラー無くコンパイルができても，それで「プログラムが完成」では ありません。まだまだ，プログラムの中に『バグ』（プログラムのミス）が あるかも知れません。『バグ』を取る作業のことを「デバッグ」といいます。 デバックの方法には，
  1. プログラム中に printf 文などを埋め込んで，プログラムを実行させ， 任意の変数の値の変化を追いかける。
  2. 答の分かっているテストデータを用いてプログラムを実行させ， 予想される値が出るかどうかを調べる。
  3. 「デバッガ（デバッグ専用コマンド）」を用いる。Frontier ガイド '96の「付録Ｄ」参照。
があります。

　Cは関数{文と変数}と変数からなります。『文』とは，行なうべき 制御の過程（条件判断など）を指示するもの，『変数』は計算で使われる値を 格納するものです。一般にこれらが集まって，関数を形作ります。Cでいう 関数とは，普通の意味での関数の拡張です。
　普通の関数は例えば，

y=f(x); 　f(x)=5x+3
などですが，これは， 『関数f(x)はxという入力に対して出力yを出す関数』 という意味です。こう考えると，「行数を数えるプログラム」は， 『一連の文章という入力に対して，行数を出力する関数』， 「y=sin x を a から b まで積分するプログラム」は 『a，b，dxを入力したときに y=sin x の積分値を出力する関数』と 考えることが出来ます。この意味で，『プログラムとは，多数の 簡単な機能を持つ関数を組み合わせた一つの関数』と，みなすことが出来ます。

＜　問題　＞
Hello world を印字する

　定版のプログラムです。その注意点は，以下のとおりです。

  1. Cのプログラムには，関数mainが一つだけ存在する。プログラムは 基本的には，mainだけを実行する。
  2. 今の場合，mainはパラメータのない関数です。これが（）の意味です。 もし，パラメータを持つmain関数ならば，（）の中にパラメータが 入ります。
  3. 関数の中味は{　}で囲まれた部分である。
  4. printf(　)も関数である。
ちなみに，'\n'は'改行'です。ほかにも，'\t' （タブ） や '\0' （ヌル文字；Cの場合に文字列の最後に付ける）など，『目に見えないが 制御に関する文字』のことをエスケープ文字と呼びます。
　printf()でディスプレイに出力した後は原則として改行するので，最後に '\n'をつけるように。

★ 演習問題

1.2　変数と算術

　もう少し難しい問題をやりましょう。こんどは，

＜　問題　＞
摂氏=5/9（華氏-32）の公式を使って，温度を華氏から摂氏に 変換する

という問題です。ここではループ（繰り返し）を使用します。

p.11のプログラムの説明です。 

＃標準入出力のヘッダファイルを読み込む
/*コメント（プログラムの内容）/*

main()　←パラメータのないmain関数
{
変数を宣言する　
初期値を設定する
while (式){　　　　←後述
	文；
	}
}

　使用する変数については，必ず『宣言』を行います。これは『それぞれの 変数について，コンピューターのメモリ領域をどれだけ使用するか』 ということを，コンピュータに対して宣言することです。宣言には， つぎのようなものがあります。

int整数型（JAISTでは）4バイト 整数や文字の変数
float浮動小数点型（単精度）4バイト いわゆる実数の変数
double浮動小数点型（倍精度）8バイト 実数で精度の必要な変数
char文字型1バイト文字の変数

　関数内部で使う変数は，必ず関数の入口で初期値を設定します。

　ここでは，ループにはwhile文を使っています。while文は，（）で 囲んだ式が「真」であれば『文』を実行し，また式に戻ります。式が 真である限りループが続きます。式が「偽」になるとループから 抜け出します。
　また，プログラムはどこで行変えなどをしても動きます。が，論 理構成が分かりやすいように，一定のやり方で字下げや行替えをします。

　ちなみに'＝'は「代入」という意味です。右の値を左の変数に代入せよ， という意味です。等式ではありません。等式（xとyが等しい）は x ＝＝ y と書きます。同様に，

という論理演算子です。どれも，いわゆる算数の演算子ではありません。

　書式付出力は，桁数をそろえて出力する方法です。例えば関数printf（） を用いて，

printf("%3d　%6d　\n", fahr, celsius)
と書きます。3とか6が桁数，dは整数ということを表します。上の例では， 「整数変数 fahr の内容を3桁で，整数変数 celsius の内容を6桁で， そのうしろに改行を出力せよ」となります。

ちょっと余談
　ちなみに，printf（）はCの関数ではありません。Cには入力も出力も ないです。入出力のないプログラムというのは考えにくいですが……。 printf（）は"stdio.h"のライブラリに含まれている関数です。そのため， いつもプログラムの最初で，標準入出力のヘッダファイルを #inclide＜stdio.h＞で読み込む必要があります。

　float（単精度浮動小数点型）版のプログラムは，ここでは説明しません。 見ておいてください。大きな違いは，

  1. int版では 5/9=0（整数の切り捨てだから）になるが，float版では 5.0/9.0=0.55555....となります。
  2. printfで，%6dが %6.2fなどになる。6.2の意味は整数部を6けた， 少数以下を2けたで表示ということである。f はもちろん float の 意味である。

★ 演習問題

1.3　for文

　for文もループの一つです。良く使用される書式は，

for (下限；上限；ステップ)
　　文；
ですが，本来の書式は次のとおりです。
for (初期値；ループのテスト；再初期化)
　　文；
Cのfor文はwhile文とほとんど同じなのです。ただ初期値（とステップ）を 明示するか否かの違いです。

★ 演習問題

1.4　記号定数

　制御に関する定数は，文中（特にループの中）に入れないように しましょう。記号定数にして，プログラムの頭に置くべきです。
　記号定数は一般には大文字で書き，定数であることを分かりやすく しましょう。また文の後に；がついていません。これは実行文でないことを 示しています。#define は，あくまでも「定義」であって「代入」では ないので，= は付きません。間違えないように。

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