プログラミング実習（C言語）

プログラミング実習（Ｃ言語）
ハードウェアとソフトウェアとの関係
の理解のためのプログラミング体験
講師：坂口利裕
横浜市立大学・国際総合科学研究院
第２日の目標

第1日の復習


プログラミング作業全体の流れの確認
練習 sample3.c の拡張問題の解答例



繰り返しの表現
アルゴリズムによる表現



計算問題の作成
反復処理と配列表現


条件判断の使い方
アルゴリズム表現の重要性の認識
既存アルゴリズムによる例題
実用プログラム作りへのステップ



データファイルの扱い方
文字列データの扱い方
プログラムの分業化
2008.08.07～08
（おおむねp.59まで－最低目標）
プログラミング実習(C言語)
2
テキストp.39
プログラムの設計から実行までの流れ
（設計段階）
コーディング
設計書
・計算の手順
プログラミング言語に
よる表現
・必要な答と
必要なデータ
（ソースプログラム）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
3
テキストp.39
プログラムの設計から実行までの流れ
（ソース・プログラムの作成）
プログラム入力・編集
プログラミング言語に
よる表現
編集用ソフトウェア
（エディタ）
（ソースプログラム）
データ・ファイルとして保管
2008.08.07～08
（電子化された）
ソースプログラム
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.39
プログラムの設計から実行までの流れ
（ソース・プログラムの翻訳）
コンパイルとリンク
翻訳用ソフトウェア
（コンパイラ）
（電子化された）
ソースプログラム
データ・ファイルとして保管
2008.08.07～08
実行可能
プログラム
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.39
プログラムの設計から実行までの流れ
（実行可能プログラムの実行）
プログラムの実行
実行可能
プログラム
ＣＰＵ
（マイクロプロセッサ）
2008.08.07～08
オペレーティング
システム
メインメモリ
プログラミング実習(C言語)
周辺装置
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テキストp.35～37
実習（２）－その４

プログラム sample3.c の実行と内容の観察



（再掲）
条件式の使い方・組合わせ方の確認
フローチャートの見方
改変



角度も考慮した種別判定へ
表4.1（p.36）をうまく埋める
フローチャートを考えましょう

1度の判断で2つに区分できるのだから，７種の判定を行うに
はいくつの判断（if構文）が必要か？
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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補足資料p.11，14～15
実習（３）

既存プロジェクトの呼出し手順



コマンドラインによるプログラミング手順




一度作成したプロジェクトを「開く」
プロジェクトに関連付けられたファイルはそのまま呼び出される
コマンド（文字列入力による操作指示）によるプログラミング
古典的な（GUIのない時代の）環境
単独ファイルで完結している小規模プログラムの開発には十分
いずれかの手順にてsample3.cを完成



フローチャートの解答を確認
プログラムの文として表現
出来上がった人から一休み
2008.08.07～08
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（休憩）

休憩後に午前分の出欠をとります
2008.08.07～08
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テキストp.40
実習（４）－その１

練習 sample4.c


判断処理を利用したゲーム
実行した後，ifの使い方を確認
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.40～41
実習（４）－その２

1日目の総復習


練習 sample5.c の完成
余力のある方は，改変問題にチャレンジ



結果の判定を追加
BMI指数も追加
標準体重の計算
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.43～45，101～104
反復処理の表現（for構文）

構文の形式


for( 初期化 ; 継続条件 ; 再初期化 )
文 ; またはブロック
条件式の成立している間，文を繰り返して実行
通常は，特定の変数を用いて，反復回数を表現
する

for( n=1 ; n<=10 ; n=n+1 )
printf(“n=%d\n”, n) ;
変数nを，1から始めて1ずつ増加させながら10以下の間（10を
超えるまで） printf文を反復
2008.08.07～08
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テキストp.43～47
実習（５）－その１

補足資料p.12～13
ソースプログラムの新規作成手順



既存プログラムは［ソリューションを閉じる］で終了
［ファイル］メニューから［新規作成］でプロジェクトを作
成
［既存項目の追加]の代わりに［新規項目の追加]を選
択



ファイルの種類を［C++ソースファイル］に
保存場所（［位置］）を確認し，必要に応じて変更
［ファイル名］の指定にも注意（.cは省く）
2008.08.07～08
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テキストp.43～47
実習（５）－その２

C言語プログラム全体の構成の確認


補足資料p.12～13
プログラム全体の新規作成の体験
単純な反復処理の確認


構文 for（）の基本形の理解と確認
改変問題を行うことで理解を深める
2008.08.07～08
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（休憩・昼食）

ここまでくれば占めたモノ！

栄養を十分補給して午後に備えましょう
2008.08.07～08
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テキストp.49～50，105
データの構造化－配列型

数列，ベクトル，行列を扱うためのデータ表現

これまでの変数→単純変数と区別
３．１
４．５
変数ｘ
３．１
４．５
３．１
単純変数の場合には，同じ変数には，同時
に二つ以上のデータを記憶できない！
2008.08.07～08
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テキストp.49～50，105
配列変数の構造

同じ名前の変数を区分け
→それぞれに別のデータを記憶
ｆｌｏａｔｘ［５］；ｘという名前の５つに区分けされた変数
x［０］
２．５
x［１］
４．２
x［２］
３．５
x［３］
６．９
x［４］
２．５
それぞ
れの区
画は単
純変数
と同じ
配列変数ｘ（全体で）
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.49～50，105
配列変数の表記

定義



型名（それぞれの区画の型）名前［全体の区画数］；
例）
ｆｌｏａｔｘ［５］；
データの記憶・参照－区画ごとに行なう


名前［区画の番号（添え字：ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ）］
添え字は0からの順序番号
添え字として，式を用いることが可能
例）
x［０］ = 3.2 ;
x［1］ = x［0］+3 ;
x［ｎ］ = x［ｎ－１］+x［ｎ－２］ ;
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.50，75～76
反復処理における配列の利用

５つのデータを（それぞれ）読み取って記憶する


複数の単純変数を用いる場合
float a,b,c,d,e ;
scanf(“%g”,&a) ; scanf(“%g”,&b) ;
scanf(“%g”,&c) ; scanf(“%g”,&d) ;
scanf(“%g”,&e) ;
配列変数を用いる場合
float x[5] ; int m ;
for( m=0 ; m<5 ; m=m+1 )
mが変化することを
利用
scanf(“%g”,&x[m]) ;
2008.08.07～08
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テキストp.50
実習（６）－その１

配列表現の確認


練習 sample6.c と sample7.c の比較
それぞれ実行してみて，「結果は同じ」ことを
確認
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.50
実習（６）－その２

練習 sample7.c を改良し，配列の特徴を
生かす


規則性をうまくとらえる（取り出す）ことがポイ
ント
データ数を増やすには？
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.50
実習（６）－その３


最低限 sample7 の改良を終えたら休憩
練習 sample8 を実行（余裕のある方）

「表引き」処理への配列表現の応用

限定された範囲の検索処理の基本
2008.08.07～08
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テキストp.51～56
複雑な問題の考え方

（人間にとっては簡単でも）コンピュータにとって
は，理解できる言葉（プログラミング言語）でない
と伝わらない





条件判断 if
反復処理 for （やwhile）
計算処理変数 = 式（代入）
データの入力 scanf
メッセージやデータの表示 printf
の組み合わせで表現し直すのが非常にやっかい
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.51～56
アルゴリズム

計算手順（算法）





図式による表現


特定のプログラミング言語に依らない
判断基準や処理内容が明確である
（答えがない時も含めて）必ず答を導ける
自然言語や数式による記述が中心
フローチャート
代表的なアルゴリズムとそのプログラム表現を学習


ユークリッドの互除法－最大公約数を求める
単純選択法－データを順序に応じて並べかえる
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.51～56
実習（７）－その１

アルゴリズムを考える実習

ユークリッドの互除法
アルゴリズム表現とフローチャートの比較
 プログラム例の入力と実行

2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.51～56
実習（７）－その２

アルゴリズムを考える実習

単純選択法
練習 sample9.c の実行
 並べ替え機能を追加
 フローチャートからプログラムへの読み替え


余力のある方は，
演習問題－金種計算に挑戦！
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.53～56
単純選択法の動き
x［０］
x［１］
x［２］
x［３］
x［４］
３
２
５
６
８
アルゴリズムAによる
探索範囲（i=1～n)
アルゴリズムBによる
探索範囲（j=i+1～n)
i
imin j
より小さい値の場所に更新
2008.08.07～08
本来の最小値の場所ｉと，実際の最小値の場所
iminとが異なった場合はデータを入れ替え
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.57～62，109～111
実用プログラムの作成に向けて



ファイル入出力
文字情報の扱い
大規模なプログラム→部品化（分業化）→
独立した関数に分解して開発
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.57～59，109～110
ファイル入出力

キーボードからのデータ入力



計算結果の画面表示



手軽にできる（特に大げさな準備は不要）
大量データに対する処理・同一データに対して
別のプログラムで処理→入力ミスの恐れ
情報量が少ない時は手軽に利用できる
直接ワープロなどに利用できない
ファイルを直接利用する手段
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.57～59，109～110
C言語におけるファイルの扱い方




“ファイル”を表す特別な型の変数：FILE型
FILE ＊f ;
実際のファイルを指定して“開く”
f = fopen(ファイル名，ファイルモード) ;
f = fopen(“ex13.txt”, “r”) ;
ファイル入出力関数 fscanf, fprintfを使う
fscanf(f, …) ;
fprintf(f, …) ;
“閉じる”
fclose(f) ;
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.106～107
文字情報の扱い

Ｃ言語における文字型




char （<character）の配列
（最大）10文字分の文字情報→10個の要素を持つ
char型配列変数
ただし，実際には余分に1文字分必要。
使い方




読み取り：scanf(“%s”,name); /*配列名のみ*/
表示：printf(“%s”,name) ;
四則演算：不可能
許される演算：比較・複写（代入）・連結→標準ライブラ
リ関数使用
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
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テキストp.61，82～83
分業化のための表現

関数を自前で定義

一般的書き方
関数の型
関数名
（【引数の型引数の名前【，…】】）
｛
関数の処理
return 関数の処理結
果；
｝
2008.08.07～08
定義側
float sum( int n, float x[ ] ) {
int k ;
float s ;
s=0 ;
for( k=0 ; k<n ; k+=1 )
s += x[k] ;
return s ;
}
参照側
xmean = sum(n,x)/n ;
プログラミング実習(C言語)
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（総合実習）

消化不良の例題



自発的に復習してみましょう
質問ももちろんOK
余力のある方

演習問題（p.87～88）にも挑戦
2008.08.07～08
プログラミング実習(C言語)
33

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