プログラミング演習I

プログラミング演習II
2004年12月 14日（第7回）
理学部数学科・木村巌
前回までの復習
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関数ポインタ
教科書10.5から（p. 337～348）
スタックというデータ構造と、配列を使ったス
タックの実現
逆ポーランド記法
逆ポーランド記法計算機の実装例（+, -のみ）
今日学ぶこと
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構造体
typedef
構造体のサイズ
構造体の応用
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関数の引数に構造体を使う
関数の引数に構造体へのポインタを使う
構造体の配列
新しい型を決める
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これまで学んだのは、
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char, int, floatなどの基本型
それらの配列
それらを指すポインタ、など
基本型や、それらの配列など派生型を一まと
めにすることができる……構造体（structure）
ひとつの意味を持たせることができる
構造体（structure）
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異なる型の値をまとめて、新しい型を定義す
る
配列は、同じ型の値をまとめることしかできな
かった
例：車のナンバー（int型）、ガソリン量
（double）などを一つにまとめ、「車」をあらわ
す型が定義できる
構造体の宣言
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構造体形の宣言……structというキーワード
を使う
構文
struct 構造体型名 {
型名識別子;
型名識別子;
…
};
例
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例：車をあらわすCarという構造体の定義
struct Car {
int num; /* number */
double gas; /* gas */
};
これで、struct Car型という新たな型が定義さ
れた
構造体変数を宣言する
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構文
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たとえば、先の例のstruct Car型については
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構造体型名構造体変数名;
struct Car car1;
car1は、struct Car型の値を格納する変数とな
る
メンバへのアクセス
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構造体型の変数（単に構造体ともいう）を宣
言すると、そのメンバへのアクセスが可能に
なる
struct Car car1; と宣言すると、car1のナンバー
をあらわすnumやガソリン量をあらわすgasな
どのメンバにアクセスできる
メンバにアクセスするには、ドット演算子をつ
かう
メンバにアクセスする（続）
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構文
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たとえば、
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構造体変数名.メンバ
car1.num = 1234; /* ナンバーをあらわすnumに1234を代入
car1.gas = 25.5; /* ガソリン量をあらわすgasに25.5を代入 */
*/
Sample1.c （p. 353）、Sample2.c（p.355）を打ち
込んで、コンパイル・実行してみよう
構造体の記述の仕方
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typedefにより名前を割り当てることができる
struct Carという長い型名に対して、typedefに
より別名を割り当てることができる
構文
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typedef 型名識別子;
Typedefで名前を割り当てる
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例
typedef struct Car {
int num;
double gas;
} Car;
とすることで、Car car1; とCar型の変数car1を宣言できる
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Sample3.c （p. 357）を打ち込んで、コンパイル・実行
してみよう
注：構造体型名と、typedefで割り当てる識別子は異
なっていても良い
Typedefで名前を割り当てる（続）
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typedefで名前を割り当てるのは、長い構造体
型名を短縮するという用途よりも、ある型（例えば、
struct Car型）が、実際にどのように定義されている
か（この場合、構造体であること）を隠蔽するという用途の
方が実際的
抽象データ型（abstract data type, ADT）
typedefは、構造体の型名に別名を割り当て
る以外にも使える
構造体の初期化
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構造体を宣言したあと、ドット演算子を使って各メン
バを初期化する
もうひとつのやり方は、宣言と同時にメンバの所期
かも行ってしまうもの
例
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Car car1 = {1234, 25.5};
カンマで区切った順に、メンバが初期化される
昔のCでは出来なかった
Sample4.cを入力し、コンパイル・実行してみよう
構造体を構造体へ代入する
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構造体のメンバに値を代入する方法は上に
見てきたとおり
同じ構造体型の構造体変数に、構造体を代
入することが出来る
通常の変数への代入と同じ書き方
Sample5.cを入力して、コンパイル・実行して
みよう
構造体のサイズ
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sizeof演算子で、構造体型のサイズ（メモリに
占める領域）をバイト単位で知ることが出来る
各メンバの型のサイズの総和に等しいか、大
きくなることがある
sizeof (構造体) >= sizeof(メンバ1)+sizeof(メ
ンバ2) + …… + sizeof (メンバn)
Sample6.cを入力し、コンパイル・実行してみ
よう
構造体のサイズと
構造体へのポインタのサイズ
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Sample6.cでは、構造体そのもののサイズと、
その構造体へのポインタのサイズを見ている
後者のほうが、一般的には小さい
ビットフィールドの話は省略
構造体の応用
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関数の引数として構造体を使う
Sample8.cを打ち込んで、コンパイル・実行し
てみよう
引数は値渡し
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各メンバがコピーされて、そのコピーが関数に渡
される
関数側で引数の構造体を変更しても、元の構造
体には反映されない
構造体へのポインタを引数に
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構造体を関数の引数とすると、関数呼び出し
のたびに構造体のコピーが行われる
構造体が巨大な場合、無視できない処理時
間がかかる
構造体へのポインタを引数として使うとよい
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構造体より、そのポインタの方が小さいのだった
ポインタ渡しだと、それが指す構造体を変更する
ことも出来る
構造体へのポインタを引数に（続）
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構造体へのポインタから、メンバにアクセス
アロー演算子 -> を使う
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構造体へのポインタ->構造体メンバ
「(*構造体へのポインタ).構造体メンバ」と同じ
Sample9.cを入力し、コンパイル・実行してみ
よう
構造体の配列
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構造体型も他の型と同じように、配列をなす
ことができる
typedefによって、Car型が作られたとすると
Car cars[3]; /* Carの配列 cars[] */
Sample10.cを入力し、コンパイル・実行してみ
よう
更に進んだ話題（次回予告）
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構造体のポインタから、typedefによって別の
型を作る
各メンバへのアクセスは、関数、もしくはマク
ロを使う
このようにして、ある型が、実際にはどのよう
に実装されているのかを隠蔽する
抽象データ型（Abstract Data Type, ADT）
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スタックも（構造体は使っていないが）その例
初期化して、push, popするのみ
使う人は、配列であることを意識しなくてよい
今日学んだこと
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構造体
typedef
構造体のサイズ
構造体の応用
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関数の引数に構造体を使う
関数の引数に構造体へのポインタを使う
構造体の配列
レポート課題
typedef struct Book {
char author[31];
char title[63];
char isbn[10];
} Book;
により、Book型を定義する．Sample10.c（教科書
p. 373）を参考に、本5冊について、著者名、
表題、ISBNを管理するプログラムを作成せ
よ．
レポート課題（続）
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締め切り：2004年12月20日一杯（日本時間
で）
提出：メールで木村（[email protected]）まで．
感想などあると木村が喜びます
試験通知
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中間試験を、2005年1月11日に行います
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中間試験の範囲は、それまでやったところすべて
形式は、筆記試験．持ち込み可
期末試験を、2005年2月1日に行う予定です
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期末試験の範囲は、後期にやったところすべて

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