back 1999/10/15

C言語 - 代入文と演算

この Web page の利用方法は，
ここ...最低限のプログラム実行例... (Windows 版 Visual C++ を利用している人)
で確認しよう!!
もくじ

1.0 変数と整数演算と代入文
1.1 整数演算を使ったちょっと実用的(風な)プログラムの例
1.2 マニアな整数演算
1.3 整数の表わす数値の限界
1.4 実数演算
1.5 実数の表わす数値の限界
1.6 整数演算と実数計算の混合

この Web Page を作るに際し，下記の文献を参考にしました。
サイエンス社 NSライブラリ(4) ザ・C [第2版] -ANSI C 準拠- 戸川隼人 1997年


1.0 変数と整数演算と代入文

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	int a,b,c,d,e,i,j,k;

	/* ATaINo SeTTeI */

	printf("i = ? ");
	scanf("%d", &i);

	printf("j = ? ");
	scanf("%d", &j);

	k=1;

	a=i+j;
	b=i-j;
	c=i*j;
	d=i/j;
	e=i%j;
	printf("+-*/% = %d %d %d %d %d \n", a,b,c,d,e);

	i=i+k;
	j=j+i*(4+k);
	printf("i,j= %d %d \n", i,j);
}
用語の確認
  1. 注釈
  2. 変数
  3. 変数名
  4. 整数 ... 範囲の問題
  5. int a,b, ,,, という宣言 (他に short, long)
  6. 定数
  7. 式
  8. 代入文
  9. scanf --- 変数に & を付ける必要あり(このことは後で詳しく説明)
課題：
  1. 3個所出てくる変数名 c を，全部 aa に変えてみよう ... aa は，a*a ではなく，一つの変数。
  2. 3個所出てくる変数名 d を，両方とも if に変えてみよう ... if という名前は予約語のため，変数として使えません。 変数として使えるのは，どういうときなのか調べよう。
  3. 変数 i と j に元々設定する値を，10,3 や， -10,7 や 10,-3 や -10,-3 や 1000,500 などにしてみよう
  4. 変数 i と j に元々設定する値を，20 と 10 にすると共に，
    1000
    a × b
    5    		 + i × j
    10
    という式を C 言語の文法に沿って書き直し，e= という式の右辺とせよ。


1.1 整数演算を使ったちょっと実用的(風な)プログラムの例

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	int a,n,y;

	printf("RiNGo 1 Ko No NeDaNHa ? ");
	scanf("%d", &a);

	printf("NaNKo KaIMaSuKa ? ");
	scanf("%d", &n);

	y=a*n;
	printf("GoUKeI = %d EN DeSu \n", y);
}
課題：
  1. りんごの値段と個数として，120円を5個，200円を3個など，計算させてみよう


1.2 マニアな整数演算

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	int a,b,c,d,i,j;

	i=1;	j=i+(i++)+i;
	printf("i,j= %d %d \n", i,j);

	i=1;	j=i+(++i)+i;
	printf("i,j= %d %d \n", i,j);

	i=3;	j=i+(i--)+i;
	printf("i,j= %d %d \n", i,j);

	i=3;	j=i+(--i)+i;
	printf("i,j= %d %d \n", i,j);

	i=2;
	a=3;	a+=i;
	b=4;	b-=i;
	c=5;	c*=i;
	d=6;	d/=i;
	printf("abcd = %d %d %d %d \n", a,b,c,d);

	i=6;	j=4;
	d=c=b=a=i+j;
	printf("abcd = %d %d %d %d \n", a,b,c,d);

	i=12;
	a=i>>2;	b=i<<2;
	printf("ab = %d %d \n", a,b);

	i=6;	j=3;
	a=i & j;
	b=i | j;
	c=i ^ j;
	d=~j;
	printf("abcd = %d %d %d %d \n", a,b,c,d);
}
用語の確認
  1. インクリメント，デクリメント，前，後
  2. 途中代入
  3. シフト(掛ける 2 の n 乗)
  4. ビット演算
課題：
  1. i=100; j=200;
    d=( c= (b=(a=i+j)) + a ) + b;
    という途中代入をすると，abcd それぞれはどうなるか
  2. コンピュータは，インターフェース回路を使う事により， 例えばスイッチ一つ一つをビットデータとして受け取る事ができる。
    このとき，& や | を使う事により， 特定のスイッチが on なのか off なのか判断できるという。
    そのためには，どのような演算をしたら良いか考えよう。 
    例：
i=01001001100101111
              ^このデータを取り出したい
参考 :
& とは，ビットアンド ... 答えはどんな値も考えられる ... 4 & 6 → 4
&& とは，論理アンド ... 答えは 0 か 1 のいずれか ... 4 && 6 → 1


1.3 整数の表わす数値の限界

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	short int i,n;
	
	i=1;
	n=0;
	while(i>0){
		i=i+i;
		n=n+1;
		printf("(+-2^n) n=%d  ", n);
		printf("%d %d %d ... ", -1-i,-i,1-i);
		printf("%d %d %d\n", i-1,i,i+1);
	}
}
注意
  1. while の意味については，後述します。 ここでは，「処理を繰り返すためのキーワード」だと思って下さい。
課題：
  1. short int を，long int や，int に変更して実行させてみよう。


1.4 実数演算

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	double a,b,c,d,s,x,y;

	printf("x=");
	scanf("%lf",&x);

	printf("y=");
	scanf("%lf",&y);

	s=x*y;
	printf("Height * Width -> Area\n");
	printf("%lf * %lf -> %lf\n", x,y,s);

	a=x+y;
	b=x-y;
	c=x*y;
	d=x/y;
	printf("abcd = %lf %lf %lf %lf\n", a,b,c,d);

}
用語の確認
  1. 実数型
  2. 浮動小数点型 (double, short)
  3. printfでは，%lf (整数は %d だった)
  4. 定数 (必ず 小数点が付く)
  5. 1.602e-19 という形式 ... printf では，%le
課題：
  1. 入力として，x=10, y=3 とし，割り算が切り捨てられない事を確認せよ。
    また，20, 7 や -30, 5 など他のデータ対も試してみよ。


1.5 実数の表わす数値の限界-1 (範囲)

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	float a,b;
	double c,d;
	int m,n;
	
	printf("loop =");
	scanf("%d", &m);
	a=1.0;
	b=1.0;
	c=1.0;
	d=1.0;
	for(n=1; n<m; n=n+1){
		a=a * 2.0;
		b=b / 2.0;
		c=c * 2.0;
		d=d / 2.0;
		printf("(2^n) n=%d  ", n);
		printf("%g %g %g %g\n", a, b, c, d);
	}
}
注意
  1. for の意味については，後述します。 ここでは，「処理を繰り返すためのキーワード(その2)」だと思って下さい。
課題：
  1. loop として，20, 130, 155, 1030, 1080 のそれぞれを設定してみよう。 これにより，実数 型の最大, 最少値が分かる(はず)。
  2. ヒント-1

    2^128 = inf
    2^127 = 1.70e+038
    2^-149 = 1.40e-045
    2^-150 = 0

  3. ヒント-2

    2^1024 = inf
    2^1023 = 8.99e+307
    2^-1074= 4.94e-324
    2^-1075 = 0



1.5b 実数の表わす数値の限界-2 (精度)

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	float a,b;
	int n;

	a=0.0;
	b=0.25;
	for(n=1; n<=10000; n=n+1){
		a=a + b;
	}
	printf("a = %f  \n", a);

	a=1.00001;
	b=1.0;
	printf("sa = %g  \n", a-b);
}
注意
  1. for の意味については，後述します。
課題：
  1. b=0.25 を， b=0.125 や b=0.2 や，b=0.3 に変更しよう。
  2. a=1.00001 という式を，a=1.1 に変えてみよう。


1.6 整数演算と実数演算の混合

V-C


#include <stdio.h>
main()
{
	int i,j;
	double a,b;
	int m,n;
	double u,v,w,x,y;

	printf("a=");
	scanf("%lf",&a);
	i=(int)a;

	printf("b=");
	scanf("%lf",&b);
	j=(int)b;

	printf("i, j, a, b = %d %d %lf %lf\n", i,j,a,b);
	
	u=i/j - a/b;
	v=i/j - (int)(a/b);
	w=(float)(i/j) - a/b;
	x=( (float)i / j) - a/b;
	y=(i / (float)j) - a/b;
	printf("u, v, w = %lf %lf %lf\n", u,v,w);
	printf("x, y = %lf %lf\n", x,y);

	u=(i+a)/(j+b);
	v=i/j*b/a;
	w=a/b*j/i;
	
	printf("u, v, w = %lf %lf %lf\n", u,v,w);
}
用語の確認
  1. 整数型の変数名と実数型の変数名...歴史的背景
課題：
  1. a,b = 10, 2 として，計算しよう。また，各計算結果を検討しよう。
  2. a,b = 10, 3 として，計算しよう。また，各計算結果を検討しよう。
  3. a,b として，他の値も代入し，結果について検討しよう。
  4. 思い通りの計算結果を得るために必要な事は何か。
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