プログラミング入門2 第5回

プログラミング入門２
第５回
配列
変数宣言、初期化について
情報工学科篠埜功
今日の内容
• 配列
配列とは、同じ型のデータを格納する箱（領域）を一列
に並べて添え字でアクセスできるようにしたもの。
配列の必要性
M学科に、３人の学生（学籍番号M09001, M09002, M09003）が
いたとする。M学科のある科目の成績を入力し、平均点を計算
したいとする。
#include <stdio.h>
int main (void) {
int m09001;
int m09002;
int m09003;
double average;
scanf (“%d”, &m09001);
scanf (“%d”, &m09002);
scanf (“%d”, &m09003);
average = (double) (m09001 + m09002 + m09003) / 3;
printf (“平均点は%f点です。\n”, average);
return 0;
}
配列の必要性
学生が100人いた場合、これまでに講義で説明した範囲だ
と、100個の変数を宣言しなければならない。
一度にまとめて宣言したい。
配列を使うと、
int m [100];
のように宣言することにより、100人分のint型のデータ格納
場所が用意される。
m[0], m[1], m[2], … m[99]
の100個分のデータ格納場所が用意される。
添え字が0から始まることに注意。
プログラム例１（打ち込んで確認）
/* 長さ３の配列に数値を代入して表示 */
#include <stdio.h>
int main (void) {
int m[3];
m[0] = 10;
m[1] = 5;
m[2] = 7;
printf (“m[0] = %d\n”, m[0]);
printf (“m[1] = %d\n”, m[1]);
printf (“m[2] = %d\n”, m[2]);
return 0;
}
配列の宣言
• ３人分の点数を格納するint型の変数を用意したい場合
int型の変数の宣言
型名
変数名
int x ;
x
int型のデータの格納場
所が１つ用意される。
int型を要素とする配列の宣言
要素の型名変数名 [ 要素数 ]
int a [3] ;
a [0]
a [1]
a [2]
a[0] ～a[2]までの3個
のint型のデータの格
納場所が用意される。
[ ]内に書く番号(添え字という)
は0から始まる。
配列の各要素へのアクセス
変数の場合の例
配列の場合の例
int x;
x = 3;
printf (“%d\n”, x + 2);
int x [10];
x[0] = 3;
printf (“%d\n”, x[0] + 2);
配列の各要素は、x[0]のように、配列名に続けて添え字を[ ]内
に入れて表す。添え字は数字でなくても変数などの式でも構
わない。ポインタの回にもう一度説明する。
変数の場合と同様に、配列の各要素がint型やdouble型の場
合には、そこへ値を代入したり、そこに格納されている値を参
照したりできる。
変数宣言の記法について（１）
これまで変数宣言は１つずつ書いてきたが、同じ型
の変数はまとめて宣言することができる。
（例）
int x;
int y;
int z;
double a;
double b;
は、
int x,y,z;
double a, b;
のように、コンマで区切って一度に宣言してよい。
変数宣言の記法について（２）
配列の宣言もまとめて書いてよい。
（例）
int x;
int a[3];
int b[10];
double y;
double c[20];
は、
int x, a[3], b[10];
double y, c[20];
のようにコンマで区切って一度に宣言してよい。
変数宣言と初期化
変数宣言時に、変数の初期値を書くことができる。
（例）
int x;
int y;
x=3;
y=10;
は、
int x=3, y=10;
のようにまとめて書いてよい。
変数宣言時に初期化をすることによって、その変数の
値を代入前に参照するという状況が起こらなくなる。
配列の初期化（１）
変数と同様、配列も宣言時に初期化できる。
宣言時に、右辺に中括弧で囲んで値を並べる。
例えば、
int a[3];
a[0] = 10;
a[1] = 5;
a[2] = 7;
は、
int a [3] = {10, 5, 7};
のようにまとめて書くことができる。
配列の要素数について
配列を宣言する際、要素数は定数でなければならない。
（教科書 p. 89 参照）
例えば、
int n = 5;
int a[n];
のように要素数を変数で指定することは(1990年のISO規
格では)許されていない。
ただし、1999年のISO規格(C99)では定数でなくてもよく
なったので、上記のような宣言は許されている。
講義では1990年のISO規格に従うが、試験ではどちらで
もよいことにする。
プログラム例２（打ち込んで確認）
/* 長さ10のint型配列の各要素に0を代入 */
#include <stdio.h>
int main (void) {
int a[10];
int i=0;
while (i<10) {
a[i] = 0;
a[i]においては、変数式 i が
i=i+1;
添え字になっている。
}
i=0;
while (i<10) {
printf ("a[%d] = %d\n", i, a[i]);
i=i+1;
}
return 0;
}
プログラム例３（打ち込んで確認）
/* 配列にキーボードからの入力値を格納 */
#include <stdio.h>
変数と同じように、&を左側につける。詳し
くはポインタの回に説明する。 &(m[0])を
int main (void) {
&m[0]のように括弧を省略して書いている。
int m[3];
double average;
printf (“M09001の成績を入力してください: “);
scanf (“%d”, &m[0]);
printf (“M09002の成績を入力してください: “);
scanf (“%d”, &m[1]);
printf (“M09003の成績を入力してください: “);
scanf (“%d”, &m[2]);
average = (double) (m[0] + m[1] + m[2]) / 3;
printf (“平均点は%f点です。\n”, average);
return 0;
}
プログラム例４（打ち込んで確認）
/* M学科10人分の点数をキーボードから入力し、平均点を出力する */
#include <stdio.h>
int main (void) {
int m[10], i=0, sum=0;
%02dの場合、表示する数が2桁未満
while (i<10) {
のとき、左側に0を埋めて表示する。
printf (“M090%02d: “, i+1);
%2dの場合は、0ではなく空白を埋め
scanf (“%d”, &m[i] );
て表示する。
i=i+1;
}
i=0;
while (i<10) {
sum = sum + m[i];
i=i+1;
}
printf (“平均点は%f点です。\n”, (double) sum / 10);
return 0;
}
配列の初期化（2）
配列の初期化において、右辺の要素数が少ないとき
は、足りない部分は0 (double型の場合は0.0) で初期
化される。たとえば、
int a [3] = {10, 5};
のように書くと、a[0]が10, a[1]が5, a[2]が0で初期化さ
れる。
プログラム例５（打ち込んで確認）
/* 長さ10のint型配列の各要素を0で初期化 */
#include <stdio.h>
int main (void) {
a[0]が0で初期化され、
int a[10] = {0};
a[1]からa[9]も0で初期化
int i=0;
される。
while (i<10) {
printf ("a[%d] = %d\n", i, a[i]);
i=i+1;
}
return 0;
}
配列の初期化（3）
配列の初期化において、右辺に初期化子がある場合、
要素数を省略できる。例えば、
int a [ ] = {10, 5, 7};
のように書くと、
int a [3] = {10, 5, 7};
と書いたのと同じ意味になる。
配列のコピー
配列のコピーを行う場合は、各要素をコ
ピーする必要がある。
間違った例
int a[3] = {10, 5, 7};
int b[3];
b=a;
b=aの代入式はコンパイル時にエラーになる。
詳しくはポインタの回に説明する。
配列のコピー（打ち込んで確認）
#include <stdio.h>
int main (void) {
int a[5] = {3,4,5,6,7};
int b[5];
int i=0;
while (i<5) {
b[i] = a[i]の代入式によって各
b[i] = a[i];
要素ごとに代入を行っている。
i=i+1;
}
i=0;
while (i<5) {
printf (“a[%d]=%d, b[%d]=%d\n”, i, a[i], i, b[i]);
i=i+1;
}
return 0;
}
多次元配列
配列の要素は配列でもよい。
例えば、int型を要素にもつ長さ3の配列を要素に
もつ長さ2の配列は、
int a [2] [3] ;
のように宣言する。これは２次元配列である。（３
次元以上も同様に宣言できる。２次元以上の配
列を多次元配列と呼ぶ。）
各要素は、a[0][1]のように、[ ] を並べて書くことに
よって表す。これは(a[0])[1]を括弧を省略して書
いたものである。a[0]はaの0番目の要素（int型を
要素にもつ長さ3の配列）を表し、a[0][1]は、配列
a[0]の1番目の要素を表す。
多次元配列のメモリ上での配置
int a [2] [3] ;
のように宣言された２次元配列の各要素は以下の
ようにメモリ上に配置される。
配列 a[0]
配列 a[1]
a[0][0]
a[0][1]
a[0][2]
a[1][0]
a[1][1]
a[1][2]
多次元配列の例（打ち込んで確認）
/* 2*3の配列の各要素に1を
代入し、各要素の値を表示 */
#include <stdio.h>
int main (void) {
int i, j;
int a[2][3];
i=0;
while ( i < 2 ) {
j=0;
while ( j < 3 ) {
a[i][j] = 1;
j = j + 1;
}
i = i + 1;
}
/* 左の続き */
i=0;
while ( i < 2 ) {
j=0;
while ( j < 3 ) {
printf ("a[%d][%d] = %d\n",
i, j, a[i][j] );
j = j + 1;
}
i = i + 1;
}
return 0;
}
初期化
１次元配列と同様に初期化できる。
（例）
int a [2][3] = { {1,2,3}, {4,5,6} };
のように宣言、初期化すると、配列 a[0] が{1,2,3}で
初期化され、配列 a[1] が{4,5,6}で初期化される。
プログラム例（打ち込んで確認）
/* 初期化した値を表示して確認 */
#include <stdio.h>
int main (void) {
int a[2][3] = { {1,2,3}, {4,5,6} };
int i, j;
i=0;
while ( i < 2 ) {
j=0;
while ( j < 3 ) {
printf ("a[%d][%d] = %d\n", i, j, a[i][j]);
j = j + 1;
}
i = i + 1;
}
return 0;
}
基本課題１
長さ5のint型の配列の各要素にキーボードから入力した整
数値を格納し、それらの最大値、最小値、平均値を表示する
プログラムを書け。平均値はdouble型で計算し、表示せよ。
[実行例]
$ ./kihon5-1
整数を5個入力してください:
a[0] = 30
a[1] = 55
a[2] = 7
a[3] = 40
a[4] = 90
最大値は90、最小値は7、平均値は44.4です。
基本課題２
長さ5のint型の配列の各要素にキーボードから入力した値を格納し、その
配列を左に１回転したものを別の配列に格納して表示せよ。
[実行例]
$ ./kihon5-1
整数を5個入力してください:
a[0] = 30
a[1] = 55
a[2] = 7
a[3] = 40
a[4] = 90
左に１回転した配列は、
b[0] = 55
b[1] = 7
b[2] = 40
b[3] = 90
b[4] = 30
です。
発展課題１
2次元配列を３つ使って、2*2の行列の積を計算して表示す
るプログラムを書け。行列の各要素の値はint型とし、キー
ボードから読み込むようにせよ。
[実行例]
$ ./hatten5-1
行列aを入力してください:
a[0][0] = 1
a[0][1] = 2
a[1][0] = 3
a[1][1] = 4
行列bを入力してください:
b[0][0] = 1
b[0][1] = 1
b[1][0] = 1
b[1][1] = 1
行列a,bの積は
p[0][0] = 3
p[0][1] = 3
p[1][0] = 7
p[1][1] = 7
です。
発展課題２
2*2のint型の行列のn乗を計算し、表示するプログラム
を書け。行列の値およびnはキーボードから読み込むよ
うにせよ。
[実行例]
$ ./hatten5-2
行列aを入力してください:
a[0][0] = 1
a[0][1] = 2
a[1][0] = 3
a[1][1] = 4
何乗しますか: 3
行列aの3乗は
p[0][0] = 37
p[0][1] = 54
p[1][0] = 81
p[1][1] = 118
です。

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