情報処理Ⅱ

情報処理Ⅱ
第７回：２００３年１２月２日（火）
問題（授業がつまらない人のために）
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ぷよ連結問題
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前提: フィールドを２次元
配列で定義し，各マスの
「ぷよ」をint型の値で表現
する．
ある地点を入力に取り，そ
れと連結する「ぷよ」の個
数を求めよ．
消去できる「ぷよ」(N個以上
連結するぷよと，それに隣接する特
殊なぷよ)のマスを求めよ．
: ぷよ
: 特殊なぷよ
本日のテーマ: 関数と変数
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目的
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関数を自分で定義し，変数の利用方法・範囲を明示的に制
限することで，適切な機能分割（モジュール化，再利用）
を図る．
してはいけないこと
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main関数のみで100行以上のプログラム
グローバル変数を駆使するプログラム
関数(Function)
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関数の分類
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自作関数: 自分で定義する．⇒ 本日のテーマ
標準ライブラリ関数: ANSIで定義されている．printfなど．
POSIX準拠関数: オペレーティングシステムのインタ
フェースや環境を規定した関数ライブラリ．openなど．
その他のライブラリ関数: OpenGLの glutCreateWindow
など．
ANSI: American National Standards Institute
POSIX: Portable Operating System Interface for UNIX
関数定義の方法
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構文: 型名関数名(引数並び) {文...}
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型名は，関数の戻り値の型．値を返さないときは，何も書
かないか，voidと書く．
引数並びは，0個以上の「型名変数名」をカンマで挟んだ
もの．引数がないときは，何も書かないか，voidと書く．
例: double my_atof(const char *str0) {…}
例: void procedure(char *p, int x, int y) {…}
変数が[ ]を伴っていれば，それはポインタと同じ．
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例: int main(int argc, char *argv[ ]) {…} は
int main(int argc, char **argv) {…} と書いても同じ．
引数の授受(1)
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double f(double x) {return x+1;} ... b=f(a); としたとき
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x を関数 f の仮引数(formal argument)，aを実引数(actual
argument)と言う．これらを区別する必要のないときは，
ともに引数(argument)という．
x = a; の代入を行ってから，関数本文の処理に入る．関数
の処理が終われば，変数 x (のオブジェクト)は消滅する．
関数処理中に return 値; があれば，そこで関数の処理を
終え，値を戻り値(return value)とする．
void型の関数処理中に return; があれば，そこで関数の
処理を終える．戻り値なし．
暗黙の型変換は，仮引数への代入時と，戻り値オブジェ
クトの生成時に起こり得る．
値の前後にカッコは不要．
引数の授受(2)
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Cの関数呼び出しでは必ず値渡し(call by value)になる．
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値渡し: 実引数のコピーが仮引数に格納される．その後，
仮引数の値を変更しても，実引数の値には影響しない．
参照渡し(call by reference)をしたければ，ポインタを引
数とすればよい．
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参照渡し: 仮引数は，実引数の別名となる．その後，仮引
数の値を変更すれば，実引数の値もそれに変わる．
Cではこの意味での参照渡しをすることができない．
関数定義の順番
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呼び出す関数は，呼び出す前に(プログラムファイルの
上のほうで)宣言されていなければならない．
宣言や定義がない場合は，int 関数名( ); とみなして呼び
出しを試みる．
対策
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呼び出す順序に注意して関数を並べる．
関数プロトタイプを使用する．
関数プロトタイプ
(Function prototype)
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「関数原型」ともいう．
構文: 型名関数名(引数の型の並び);
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「引数の型の並び」は，「引数（型と変数）の並び」でも
よい．このとき仮引数名は無視される．
セミコロンは必須．
例: double my_atof(const char *);
関数プロトタイプのリストを作り，その次に関数定義を
並べれば，関数定義の順番を気にすることなくプログラ
ムを記述できる．
main関数の型
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main関数の(戻り値の)型は，int とする．void main(...) と
する本も多いが，規格上適切ではない．
正常終了は return 0; と書き，
異常終了は return 1; と書くのが一般的．
main関数の中以外でプログラムの実行を終えたいときは
exit(0);
exit(EXIT_SUCCESS);
exit(EXIT_FAILURE);
のいずれかを書く．(要 #include <stdlib.h>)
変数(Variable)
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学ぶこと
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型以外の属性(記憶域クラス，型修飾子)
有効範囲
用語説明
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識別子(Identifier): 変数名，関数名，型定義名などの「名
前」
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すでに宣言・定義された識別子で新たに宣言・定義しよう
とすると，コンパイルエラー．
オブジェクトと識別子の違い
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識別子は，プログラム(静的)で記述する「ラベル」
オブジェクトは，プログラム実行中(動的)に生成される
「実体」
同一の識別子に対して複数のオブジェクトが生成されるこ
ともある．
型の属性
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記憶域クラス
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型修飾子
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extern, static, auto, register
const, volatile
例: extern void function1(const char *);
int x(void) {static int c=0; ...}
記憶域クラス（１）
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extern: 他の場所で宣言された識別子を参照する．
static: そのオブジェクトの生存期間は静的記憶域期間で
ある．
auto: そのオブジェクトの生存期間は自動記憶域期間で
ある．
externとstaticは，関数に対しても指定できる．ただし
staticの意味は異なる．
記憶域クラス（２）
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静的記憶域期間（static変数）
 static を指定した場合や，なくてもグローバル区間（ブロックの
ないところ）で定義した変数が該当する．
 プログラムの実行に先立ち，一度だけ初期値が設定される．
 初期値を指定しないオブジェクトには 0 が代入される．
 初期値は，コンパイル時に計算可能な定数式でなければならな
い．
自動記憶域期間（auto変数）
 auto を指定した場合や，なくてもブロック内で定義した変数，
関数の仮引数が該当する．
 オブジェクトの定義の時点で，毎回初期化される．
 初期値を指定しないオブジェクトの初期値は不定．
 初期値は任意の計算式でよい．
型修飾子
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const: その識別子の値はプログラムによって変更できな
い．参照は可能．
volatile: 処理系が知らないうちに値を変える可能性があ
る．参照は可能．
*p は左辺値
constの使用例:
にできない
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int function(char *p){ }
int function(const char *p){ }
int function(char * const p){ }
int function(const char * const p){ }
p は左辺値
にできない
変数の有効範囲（１）
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各変数は，定義された位置や記憶域クラスの指定により，
有効範囲(scope)を持つ．
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グローバル区間で定義された変数…ファイル末尾まで．
ブロックの中で定義された変数…ブロック終了まで．
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ブロックを終えると，auto変数のオブジェクトは破棄され，
static変数のオブジェクトは保存される．
変数の有効範囲（２）
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変数の有効範囲とオブジェクトの生存期間
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各変数に結び付けられたオブジェクトは，指定された記憶
域クラスに応じて生成・破棄される．
破棄されるまでは，スコープの外からでも(ポインタなど
で間接的に)オブジェクトの参照ができる．
関数内のauto変数は，関数処理のたびに生成される．
⇒ 再帰関数が構成できる．
まとめ
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関数を自分で定義することができる．関数を呼び出すと
き，引数は値渡しで授受される．
それまでに定義した関数しか呼び出すことができない
（と考えるのがよい）ので，関数定義の順番に注意する
か，関数プロトタイプを利用する．
変数には，型とは別の属性として，記憶域クラスと型修
飾子を指定できる．static変数とauto変数とでは，大き
く挙動が異なる．
変数の定義とオブジェクトの生成は別．
オブジェクトの生成・破棄のタイミングに注意する．
発展的な話題（１）
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古い関数定義の構文(K&R):
型名関数名(引数名並び) 「引数の型と引数名;」の並び
{文...}
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例:
int main(argc, argv)
int argc;
char *argv[ ];
{…}
比較：現在の構文(ANSI)
int main(int argc, char *argv[ ])
{…}
発展的な話題（２）
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void型
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関数の（戻り値の）型や引数として記述可能．
void型の関数の式を値として利用できない（コンパイルエ
ラー）．
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void f(void) {…} としたとき，
f(); はOK．printf("%d", f())はNG．
void型の変数は定義できない（コンパイルエラー）．
void *型の変数は定義可能．この型は，ポインタ間の変換
などで用いられる．
レポート課題
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課題：「バージョン」について
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バージョン管理されたソフトウェアを一つ取り上げながら，
バージョンの必要性・有用性をＡ４用紙２枚で論述する．
適切に引用し，友人などの協力があれば謝辞をつける．
提出方法：１２月１６日（２週間後）の授業開始時に回
収する．

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