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情報処理Ⅱ
第１０回：２００４年１月１３日（火）
本日のテーマ
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標準入出力
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記憶域管理関数
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
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標準入力と標準出力
いくつかの標準入出力関数
malloc, freeなど
実行時に配列領域を確保する手法
落ち穂拾い
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


入力の与え方
コメントの書き方
制御文
知っておくべき「C言語の文法」
問題（授業がつまらない人のため
に）
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ファイルを入力にとり，その中で最も長い行を出力
せよ．
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

最も長い行 = バイト数が最も多い行
複数ある場合は最初の一つのみ出力する．
標準入力に入力されたデータの中で，最も長い行を
出力せよ．
落ち穂拾い１：入力の与え方

プログラム内に書き込む．


コマンドライン引数から獲得する．


int main(int argc, char *argv[ ])
標準入力（キーボード入力）から獲得する．


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int a = 44, b = 16;
scanfを用いる．
getcharやfgetsなどを用いる．
ファイルをアクセスする．

fopen, freadなどを用いる．
メリットとデメリット
入力の与え方：得失（１）
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プログラム内に書き込む（埋め込む）．
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ハードコーティングとも呼ばれる．
手軽（原始的）であり，他の環境でも実行しやすい．
入力の値の型は，プログラム内で指定できる．
入力の値が変わるたびにコンパイルが必要．
コマンドライン引数から獲得する．
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


入力の値が変わってもコンパイル不要．
実行時に毎回引数指定が必要．ただしシェルのヒス
トリ機能を使えば省力化できる．
入力サイズには（現実的な）制限がある．
入力の値の型は必ず文字列．
入力の与え方：得失（２）
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標準入力から獲得する．
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



入力の値が変わってもコンパイル不要．
入力サイズに制限がない．
実行時に毎回入力が必要．ただしシェルのリダイレ
クション機能を使えば省力化できる．
入力の値の型は原則として文字または文字列．
ファイルをアクセスする．
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
最も洗練された手法．
標準入力の特長を受け継ぐ．
ファイルの内容を変えなければ，同じ入力が得られ
る．
プログラムは複雑になる．
入力の与え方：比較
洗練
柔軟
コマンドライン引数
ファイルアクセス
標準入力
静的
動的
（main関数実行前に
入力値が決まる）
埋め込み
（実行中に入力値を
与える）
原始的
固定
標準入力と標準出力
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標準入力(standard input, stdin)
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
標準出力(standard output, stdout)


通常はコンソール出力(画面表示)
シェルのリダイレクション機能を用いて変更可能．
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

通常はコンソール入力(キーボード入力)
実行例: find > files
実行例: patch -p0 < patch-2.4.20
シェルのパイプ機能を用いて，あるプログラムの標
準出力と別のプログラムの標準入力を接続できる．
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実行例: echo '1+2*3' | bc
例題１

標準入力から入力を受け取り，各行の先頭に行番号
をつけて標準出力に出力する．
標準入力・標準出力とコンソール
標準入力
実行環境
（OSなど)
コンソール
a
b
c \n
...
実行プログラム
1
:
a
b
c \n
...
標準出力
実行コマンド
入力（エコーバック）
出力
は1バイト
標準入力に関するライブラリ関数

int getchar(void);



char *gets(char *s);



標準入力から1文字(1バイト)読み込む．
戻り値はunsigned char型の値，もしくは定数EOF．
標準入力から1行読み込み，sの指す領域に格納する．
1行が，sの領域サイズよりも大きいとしても，その
まま格納しようとする．
int scanf(const char *format, ...);


なるべく使わない！
なるべく使わない！
formatに従って標準入力から入力を読み込み，第2引
数以降が参照する領域に格納する．
読み込みに失敗すれば，入力が進まない．
標準出力に関するライブラリ関数

int putchar(int c);


char *puts(const char *s);


cをunsigned charに変換した上で，標準出力に(1文
字)出力する．
文字列sと改行文字を標準出力に出力する．
int printf(const char *format, ...);

formatに従って標準出力に出力する．
例題２
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

標準入力から入力を受け取り，最も長い行を出力す
る．
ただし，255バイト以上の行には対処できない．
対策



「1行は255バイトまで」を仕様にする．
配列に格納できる字数を大きくする．
配列領域を実行時に確保する．
実行時の領域確保について

プログラム実行時(main関数に制御が移る前)に
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static変数のオブジェクトが確保，初期化される．

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ブロックが実行されるときに

スタック領域を
用いる．
auto変数のオブジェクトが確保される．


プログラム終了時に破棄される．
ブロック終了時に破棄される．
記憶域管理関数(malloc, callocなど)を呼び出すと
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オブジェクトとして使用できる領域が確保される．
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freeなどの関数が呼び出されるか，プログラム終了時に
破棄される．
ヒープ領域を
用いる．
mallocの基本的な使い方
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準備
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#include <stdlib.h>
int *p;
p = (int *)malloc(sizeof(int));
とすると，*p がint型変数として利用可能．
p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
とすると，p[0], ..., p[9] がint型変数として利用可能．
p
p[0] p[1] … p[9]
sizeof(int) *10 バイトの領域
malloc使用の注意点
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

領域の値は不定であるため，必要に応じて初期化す
る．代わりにcallocを使用すれば，すべて0に初期
化された領域が得られる．
pはポインタ変数なので，左辺値になり得る（p++;
などとできる）．
領域確保に失敗するとNULLを返すので，
if ((p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10)) == NULL) {
エラー処理
}
などとするのが一般的．
例題３（例題２の改良）
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

標準入力から入力を受け取り，最も長い行を出力す
る．
1行のバイト数制限をなくす．
ついでに，入力に '\0' があっても適切に処理するよ
うにする．
（一般的な）標準入出力関数

操作対象（関数への入力）は，ファイルポインタ．


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stdio.h で定義されている「ファイル構造体」のポイ
ンタ．
型はFILE *
標準入力・標準出力に対する関数は，標準入出力関
数およびstdin, stdoutを用いた関数形式マクロによ
り定義されている(ことが多い)．

例: #define
getchar( )
getc(stdin)
引数なしの関数形式マクロ
(voidを書かない)
落ち穂拾い２：コメントの書き方

コメント（注釈）の書き方
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書くべき箇所
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


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/* … */
// …
#if 0 … #endif
複数行可．入れ子にできない．
行末まで．最近の規格で認められた．
行単位．入れ子にできる．本来の使い方
ではないので，「清書」では書かない．
ファイルの先頭: ファイル名，作成者，作成日時など
関数定義の直前: 機能，入出力など
型，変数，定数などを定義する行: 意味・役割など
留意すべきプログラムコードの近辺: 処理内容
書いてはいけない
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プログラムコードを見れば明らかな処理内容
落ち穂拾い３：制御文(1)

if (条件) 処理; と if (条件) {処理;} は，「処理」が
（文法的に，一つの）文であれば，同じ．常に後者
の書式を用いるプログラマも多い．


else, while, for にも当てはまる．
ifと，真のときに実行する文やelseとの対応に注意．
if (条件)
処理1;
処理2;
if (条件) {
処理1;
処理2;
}
違う!
条件の真偽にかかわらず
処理2を実行する．
if (条件1)
if (条件2)
処理1;
else
処理2;
if (条件1) {
if (条件2)
処理1;
} else
処理2;
違う!
条件1が真，条件2が偽のとき
に限り，処理2を実行する．
落ち穂拾い３：制御文(２)
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whileやforのループ中に
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

無限ループの決まり文句
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
breakがあれば，そこでループを抜ける．
continueがあれば，それ以降の処理を行わずに条件判
定に戻る(forループでは増分処理を行う)．
while (1) { 処理 }
for (;;) { 処理 }
通常，処理の中にbreakを置き，何らか
の条件でループから抜けるように書く．
空文を使ったループ


while (代入および条件判定);
for (初期化; 条件判定; 増分処理);
セミコロンの前で改
行する（セミコロン
のみの行を作る）書
法もある．
知っておくべき「C言語の文法」
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型
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制御文
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算術型，ポインタ型，関数型，構造体(struct)と共用
体(union)，typedef，列挙型(enum)
if, while, for, do～while, switch～case
return, break, continue
配列とポインタ
演算子および式評価
識別子（変数，関数，ラベル）
前処理指令
青線部: 主な出題範囲
今後の予定
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１月２０日（火）：おさらい
１月２７日（火）：試験
２月３日（火）：補講．プログラミング能率向上
のノウハウについて（採点対象外）
試験について
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日時：１月２７日（火） 14:50～16:20
場所：A203
以下の２点の持ち込みを認める．
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C言語に関する書籍１冊
自筆ノート１冊，もしくは，シート１枚

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ルーズリーフも許可するが，常にバインダに綴じておき，
シートを取り出さないこと（カンニング防止のため）
持ち込み不可のもの
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計算機類（電卓，ノートPCなど）
２枚以上のシート（カンニング防止のため．ステー
プラなどで綴じていても不可とする．）
シートなどを貼り付けた書籍やノート
発展的な話題: なぜscanfはいけ
ないのか
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http://www.cda.ics.saitamau.ac.jp/~maekawa/lect/C/file-io.html が詳しい．
while (scanf(…) != EOF) は厳禁!
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
変換に失敗すれば，無限ループになる．
代替案:
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while (scanf(…) == 変換の個数)


変換に失敗すれば，そこでwhileループを抜ける．
fgetsで文字列領域に格納し，sscanfで変換する．
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変換に失敗しても，その入力だけを読み飛ばせる．

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