情報処理II

情報処理Ⅱ
第１回
２００６年１０月６日（金）
情報処理Ⅱについて
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担当は村川猛彦（[email protected]）
「プログラミング基礎Ⅱ」（松田先生）と連携して実施
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演習の疑問や誤解を講義で解説し，
講義で紹介する技法を演習で活用する．
成績評価は別々．
目標：「情報処理Ⅱ」および「プログラミング基礎Ⅱ」を通じて，
Cで数十行程度のプログラムが自在に作成できるようになる
こと．
予習は不要．復習は必要かも．
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成績評価の方法
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レポート：１０点満点×２回
期末試験：８０点満点
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Cに関する書籍１冊と自筆ノート１冊の持ち込みを認める．
毎回授業開始時に実施する小テストは，成績に加味しない．
しかし，受けるのと受けないのでは期末試験で大きく差が開
くので，毎回出席することを期待する．
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他の科目との関連
セメ
スター
科目
内容
目標
１
情報処理Ⅰ
プログラミング基礎Ⅰ
リテラシー
プログラミングの入門
計算機に慣れる
２
情報処理Ⅱ
プログラミング基礎Ⅱ
プログラミングとCの基礎（講義）
プログラミングとCの基礎（演習）
プログラミング
を学ぶ
３
アルゴリズム演習Ⅰ
プログラミングとCの基礎（演習）
Cで自在に
プログラミング
４
ビジュアル情報演習
情報ネットワーク演習
ビジュアライズ（可視化）
通信
ライブラリの活用
５
６
情報通信システム演習
７～卒業研究
研究室配属．研究テーマに応じたプログラム作成
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プログラミングにまつわる用語
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プログラミング(programming)
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プログラム(program)
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プログラムを作ること
「EXE（エグゼ）ファイル」，「バイナリ」
とも呼ばれる
プログラミングの結果，作られたファイル
実行可能なファイルを作って計算機に渡すことで，プログラム
の指示通りに動作する．
• Cのファイルは実行可能ではなく（ソースファイルと呼ばれ
る），コンパイラを用いて，実行可能なファイルに変換する．
コマンド(command)
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計算機に何をしてもらうか指示すること
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プログラミングの順序
目的・アイデア
プログラミング
（テキストエディタ）
（Cなどで書いた）
ソースファイル
コンパイル
（コンパイラ）
エラー
実行
実行ファイル
失敗…
成功！
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なぜプログラミングをするのか？
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高速・高精度が要求される処理が可能
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ロボット，車，原子炉などの「制御」
データの「整理整頓」，整形出力など
他の計算機・プロセス・デバイスとの「通信」
問題解決に要する時間を短縮
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それは，自分がすべき仕事か？
それは，計算機に向いた仕事か？
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なぜC？（１）
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有名なプログラミング言語
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C，C++
Java ⇒「情報処理Ⅲ」「オブジェクト指向1～2」で
非手続き型言語: Lisp，Prolog，Haskell，SQL
Lightweight Language: Perl，PHP，Python，Ruby
Pascal，Delphi，Kylix
Fortran，COBOL，BASIC，PL/Ⅰ，ALGOL
HSP
JavaScript (JScript, ECMAScript)
シェルスクリプト，バッチファイル
アセンブリ言語
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なぜC？（２）
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普及しているプログラミング言語
適度に高水準，適度に低水準
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他のプログラミング言語の習得に役立つ
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高水準：人間が読み書きしやすい．
低水準：計算機向けの記述がしやすい．
実用的な多くのプログラミング言語が，Cの影響を受けて設計
された．
Cは，プログラミング言語の世界の「英語」のようなもの！
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情報処理Ⅱで学んでほしいこと
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Cプログラミングにおける技法や文法
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型，式，演算子
制御文
配列とポインタ，多次元配列，文字列
識別子，変数，関数，再帰
構造体
入出力
基本的なライブラリ関数
有用なツール
していいこと，してはいけないことの区別
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コラッツの問題（１）
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ルール
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上のルールを繰り返すことで，どんな正整数もやがては１に
なる．
例
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奇数ならば，３倍して１を加える．
偶数ならば，２で割る．
正整数…1以上の整数
非負整数…０以上の整数
「自然数」は使わない．
5 ⇒ 16 ⇒ 8 ⇒ 4 ⇒ 2 ⇒ 1
3 ⇒ 10 ⇒ 5 ⇒ （上を利用） ⇒ 1
数学的証明はなされていないが，具体的な正整数が与えら
れれば，それが正しいことを検証できる．
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コラッツの問題（２）
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コラッツの問題の検証プログラムを作ろう！
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テキストエディタ（Emacs）でソースファイルを作り，保存する（こ
こではcollatz.cというファイル名にする）．
ターミナル（GNOME端末など）で「cc collatz.c」を実行する．
コンパイルが成功すれば，a.outという実行ファイルができる．
続いてターミナルで「./a.out」を実行する．
プログラムを実
際に作って見せ
るサインです．
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プログラムの読み方（１）

Cプログラムの骨格
#include <stdio.h>
int main()
{
...
return 0;
}
①インクルード文
②メイン関数の宣言
③ブロック開始
④処理
⑤メイン関数の終了
⑥ブロック終了
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プログラムの読み方（２）
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内部で何をしているのか？
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while文
最初に，値を変数xに格納する．
変数xの値は，ルールの適用により変わっていく．
xが1なら，計算終了！（xが1でない間は，ずっと繰り返す．）
xが奇数なら，3x+1を計算し，これを新しいxの値とする．
xが偶数なら，x/2を計算し，これを新しいxの値とする．
• 「偶数か奇数か」は，2で割った余りが0か1かで判定する．
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プログラムの読み方（３）
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printf("%d\n", x);
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printf("%d / 2 => %d\n", x, x / 2);
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x=10のとき，「10 / 2 => 5」を出力する．
x=16のとき，「16 / 2 => 8」を出力する．
printf("OK\n");
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x=3のとき，「3」を出力する（画面に「3」が表示される）．
x=5のとき，「5」を出力する．
変数の値に関係なく，「OK」を出力する．
「\n」は改行文字
15
まとめ
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半年かけて，Cプログラミングの技法や文法を学ぼう！
ソースファイルを作るのはテキストエディタ，
そこから実行ファイルを作るのはコンパイラ．
単純な計算は，Cでも単純に記述できる．
使用する記号に注意．
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