情報処理Ⅱ
第９回：２００３年１２月１６日（火）
今回からのルール
構文は，このフォント
使用例は，このフォント
本日のテーマ
前処理（preprocessing)
# から始まる構文
代表的なライブラリ関数
ライブラリ関数の名前がわかれば，それを自分で使
えるようになる！
問題（授業がつまらない人の
ために）
以下のDEBUGPRINTはどういう意味か？ そうであ
ることをどのように確認すればよいか？
DEBUGPRINT printf("!\n");
配布資料のプログラムは仕様通りに動かない．どこ
をどのように修正すればよいか？
前処理とコンパイル（１）
ソースファイル
（前処理前）
前処理
ソースファイル
（前処理後）
コンパイル
アセンブル
オブジェクト
ファイル
リンク
実行ファイル
前処理・コンパイル・アセンブル・リンクの各処理
は通常，コンパイラ(ccなど)が一手に引き受ける．
前処理とコンパイル（２）
前処理は，
狭義には，「コンパイルに先立って行われる処理」
であり，したがってコンパイルとは別
広義には，ccでコンパイルすれば自動的に処理して
くれる，という意味でコンパイル作業の一部
前処理のコマンド（プリプロセッサ）はcpp
Cの前処理以外にも使用可能
前処理指令
(Preprocessing directive)
マクロ定義(#define)
オブジェクト形式マクロ ⇒「定数」の定義
関数形式マクロ ⇒「関数もどき」の定義
マクロ定義無効(#undef)
ソースファイルの取り込み(#include)
条件付きコンパイル(#if ... #endif)
オブジェクト形式マクロ（１）
語の置き換えを行う．
#define 置換対象 置換内容
#define WORD_SIZE 6
と記述すると，それ以降
int a[WORD_SIZE]; は int a[6]; と同じ意味になる．
プログラム修正により変わり得る定数値があるとき
に，よく用いられる．
配列の上限値，他と区別する値など．
うまく使うことで，定数値を変えるときのプログラ
ム修正箇所を少なくできる．
オブジェクト形式マクロ（２）
注意点
単純に置き換える．
#define WORD_SIZE 6+1 に対して
int a[WORD_SIZE * 2]; は，int a[6+1 * 2]; に置き換えら
れる（意図した動作ではない）．
#define WORD_SIZE (6+1) とすればよい．
語のみを置き換える．
print_WORD_SIZE( ) といった「語の一部」や，
printf("WORD_SIZE"); といった文字列定数は，置き換え
ない．
関数形式マクロ（１）
オブジェクト形式マクロとほぼ同じ書式．
置換対象に「(…)」をつける．
このxは変数ではない!
#define printfint(x) printf("%d\n",x) に対して，
printfint(a); は printf("%d\n", a); に置き換えられる．
注意すべき使用例
#define add(x, y) x+y に対して，
printf("%d", add(1,-1)); や
printf("%d", !add(1,1)); は意図通りに動作しない．
#define add(x, y) ((x)+(y)) としなければならない．
関数形式マクロ（２）
置換内容の中で # を用いると，置換対象を文字列に
できる．
#define printfint(x) printf(#x " = %d\n", x) に対して
printfint(a); は printf("a"" = %d\n", a); に置き換えられ
る（これは printf("a = %d\n", a); と同じ）．
## を用いると，前後の語を連結できる．
#define N1 100
#define N2 1000
#define N(i) N##i に対して，
N(2) は，N2 に，そして 1000 に置き換えられる．
順に変換（展開）される．
マクロ利用時の注意点
C言語のキーワードも置換可能．
#define char signed char は文法上問題ないが，よい
書き方ではない．より好ましい例:
schar型を新たに定義する．
意味は，signed charと同じ．
同一内容であれば，同じ名前のマクロを複数定義し
てもよい．（異なっていればコンパイルエラー．）
置換内容のない名前も定義できる．
#define schar signed char
typedef signed char schar;
#define DEBUG
末尾にセミコロンをつけない．
#define WORD_SIZE 6; は（たいていの場合）間違い．
例題１（デバッグ）
うまく動かない．
関数形式マクロを定義して，途中の値を出力するよ
う埋め込む．
ソースファイルの取り込み
#include <ファイル名>
ライブラリ関数などが宣言されているヘッダファイ
ルを取り込む（インクルードする）．
#include "ファイル名"
自作のファイルを取り込む．
ヘッダファイル
ライブラリ関数の関数プロトタイプ，構造体や特殊
な型，定数などが宣言・定義されているファイル．
#include <stdlib.h> とすると，/usr/include/stdlib.h を
取り込む（ヘッダファイルの所在は処理系依存）．
自作するときは，ファイル名を「.h」で終わらせる
のが慣例．
ヘッダファイルとライブラリ関数
既に定義されている関数や定数を利用するには，あ
らかじめ，適切なヘッダファイルをインクルードし
なければならない．
printf なら #include <stdio.h>
NULL なら #include <stdlib.h> が一般的．
インクルードすべきヘッダファイル名は，
manpage で知ることができる．
man 3 printf
jman 3 printf
JM Project (http://www.linux.or.jp/JM/)
例題１（改良）
ライブラリ関数 isdigit を使用して，文字が数字（'0'
～'9' のいずれか）か否かを判定する．
定数や関数形式マクロを定義して，値の意味や処理
の内容をわかりやすくする．
条件付きコンパイル（１）
#if 定数式
…
#endif
定数式（前処理時に評価できる式）が真のときに，
「…」を残し，そうでなければ「…」を捨てる．
条件付きコンパイル（２）
「#if 定数式」に代えて，「#ifdef 名前」や「#ifndef
名前」も利用可能．
「#else」や「#elif 定数式」も記述可能．
条件付きコンパイルの基本
参考: Cのif文
#if 条件式1
…
#elif 条件式2
…
#else
…
#endif
if (条件式1) {
…
} else if (条件式2) {
…
} else {
…
}
条件付きコンパイルは入れ子にできる．
前処理指令と空白・コメント
...空白は必須
# define printfint( x ) printf ( #x " = %d\n" , x )
...空白は任意
一つの前処理指令は，１行で書かなければならない．
ただし，
行末に「\」を置くことで，複数行で書ける．
関数形式マクロの場合，括弧の途中で改行できる．
前処理指令の中でコメント（/* */ もしくは //)を書
くことができる．これは前処理時に空白文字に置き
換えられる．
有用なライブラリ関数（１）
#include <stdio.h> を必要とするもの
#include <stdlib.h> を必要とするもの
putchar(c) … 1文字出力
atoi(str) … 文字列からint型数値への変換
exit(0) … プログラムの終了
rand( ) … 乱数生成
#include <string.h>を必要とするもの
strcmp(str1, str2) … ２つの文字列を比較
strchr(str, c) … 文字検索
有用なライブラリ関数（２）
#include <ctype.h> を必要とするもの
isdigit(c) ... 文字が数字であるか判定
tolower(c) … 大文字を小文字に変換
#include <math.h> を必要とするもの
exp(x) … eのx乗
floor(x) ... x以下で最大の整数（反対は ceil）
まとめ
前処理指令をうまく使えば，人間にとって読みやす
いプログラムを書くことができる．
定数・関数マクロの定義 (#define)
条件付きコンパイル (#if)
ライブラリ関数を使うには，#includeを用いて適切
なヘッダファイルをインクルードする．
今後の予定
２００４年１月１３日（火）：第１０回
ストリーム，特に標準入力と標準出力について
落ち穂拾い
２００４年１月２０日（火）：おさらい
２００４年１月２７日（火）：試験
２００４年２月３日（火）に補講（プログラミング能率向上
のノウハウ；採点対象外）をすれば出席する人はどのくらい
いますか？
発展的な話題：関数名の表記法
printf
printf()
最も単純な表記法．
ただし，コマンド名と一致するケースがある．
関数呼び出しであることを明示する表記法．
printf(3)
「詳細を知りたければ，man 3 printfを実行して読む
こと」を含めた表記法．
manpageはこの形式．Webでもときどき見かける．
© Copyright 2024 ExpyDoc
