back 1999/10/25

C言語 - 比較や反復

この Web page の利用方法は，
ここ...最低限のプログラム実行例... (Unix or Linux を利用している人)
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

2.0 比較(if)
2.1 比較を使ったちょっと実用的(風な)プログラムの例
2.2 繰り返し-0(その基礎)
2.3 繰り返し-1(while)
2.4 繰り返し-2(do)
2.5 繰り返し-3(for)
2.6 繰り返し-4(その他の繰り返し処理)
2.7 特別な制御文(switch)
2.8 ちょっと実用的(風な)プログラムの例

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


2.0 比較(if)

V-CUnix


#include <stdio.h>
#include <math.h>
main()
{
	double a,sq;

	printf("Input a Number  = ? ");
	scanf("%lf", &a);

	printf("bool : %d %d\n", a>=0.0, a<0.0);

	if(a<0.0){
		sq=sqrt(-a);
		printf("sqrt = %lf I \n ", sq);
	}else{
		sq=sqrt(a);
		printf("sqrt = %lf\n", sq);
	}
}
prog.

Linux にて sqrt 部分が
コンパイルできないときは，
> gcc -lm cc200.c
と打ち込んでみよう。
用語の確認
  1. math.h ... sqrt
  2. 比較の種類 : ( == != > < >= <=)
  3. 論理記号 : ( && || !) ... (かつ または でない)
  4. True = 1, False = 0
  5. if は入れ子にできる。(if の中で さらに if を使う事ができる)
  6. else が無い場合
  7. }else if(a==0){ を付ける場合
課題：
  1. いろんな数値を入力してみよう。最低でも，10.0, 0.0, -10.0 の3つは試みる事。


2.1 比較を使ったちょっと実用的(風な)プログラムの例

V-CUnix


	Text p.56 2次方程式の根
 prog.
課題：
  1. 自分でプログラムを書いてみよう。


2.2 繰り返し-0(その基礎)

V-CUnix


ここでは C言語風の文法にしたがって，くり返し処理の基本を考える。

繰り返し-1 (1回以上の繰り返し...条件判断が最後)

      i=1;  /* 繰り返しの，前準備 */
j10:
      printf("%d %d\n", i, i*i);  /* くり返す処理 */
      i=i+1;  /* 状態の変更(カウント) */
      if(i>10) goto j20;  /* 条件判断 */
      goto j10;
j20:
繰り返し-1 (0回以上の繰り返し...条件判断が最初)

      i=1;  /* 繰り返しの，前準備 */
j10:
      if(i>=10) goto j20;  /* 条件判断 */
      printf("%d %d\n", i, i*i);  /* くり返す処理 */
      i=i+1;  /* 状態の変更(カウント) */
      goto j10;
j20:
 prog.
用語の確認
  1. 前準備
  2. goto 文 によるループ(jump文の場合もある)
  3. 繰り返す処理
  4. 条件判断が満たされれば，繰り返しからの抜け出す
  5. 条件判断に対応した，状態の変更
    上記の例では，(i<10) と i=i+1
    他にも，例えば (i<100) と i=2*i
    など，いろいろなくり返し処理がある。
  6. 繰り返しの回数が最初から分かっている場合は， 上記の例のように，一つの変数をカウンタとして用いる。


2.3 繰り返し-1(while)

V-CUnix


#include <stdio.h>
main()
{
	int i,j;
	
	i=1;
	j=0;
	while(i<=4){
		j=j+i;
		printf("i = %d, j = %d \n", i, j);
		i=i+1;
	}
}
prog.
注意
  1. while は，くり返し処理のための構文です
  2. 条件判断が最初にあるため，最小の回数は0回です。

  3. 最初 変数 i に設定される値 = 1 は，4よりも小さいため， 条件判断が真になり，次にくり返し処理が実行されることになります。
  4. 1回目のくり返し部は，i=1 として処理されます。
  5. くり返し部の最後で，i は 1 加算され，2 になります。
  6. 続いて，条件判断に戻ります
  7. 2回目の条件判断では，i の値(=2)は，4よりも小さいため， 条件判断が真になり，次にくり返し処理が実行されることになります。
  8. 2回目のくり返し部は，i=2 として処理されます。
  9. くり返し部の最後で，i は 1 加算され，3 になります。
  10. 続いて，条件判断に戻ります
  11. 3回目の条件判断では，i の値(=3)は，4よりも小さいため， 条件判断が真になり，次にくり返し処理が実行されることになります。
  12. 3回目のくり返し部は，i=3 として処理されます。
  13. くり返し部の最後で，i は 1 加算され，4 になります。
  14. 続いて，条件判断に戻ります
  15. 4回目の条件判断では，i の値(=4)は，4と等しいため， 条件判断が真になり，次にくり返し処理が実行されることになります。
  16. 4回目のくり返し部は，i=4 として処理されます。
  17. くり返し部の最後で，i は 1 加算され，5 になります。
  18. 続いて，条件判断に戻ります
  19. 5回目の条件判断では，i の値(=5)は，4を超えているため， 条件判断が偽になり，くり返し処理が終了します。

  20. 結局このプログラムでは，printf 文により表示されるのは， i は 1 から 4 までです。 j の値は i の総和ですから，表示されるのは 1 から 10 までです。
課題：
  1. while 文の条件判断を，(i<5)としてみよう。


2.3-b 繰り返し-1(while)

V-CUnix


#include <stdio.h>
main()
{
	int i,j;
	
	i=0;
	j=0;
	while(i<4){
		i=i+1;
		j=j+i;
		printf("i = %d, j = %d \n", i, j);
	}
}
prog.
注意
  1. カウンタの増加を，くり返し処理の前に持ってきました。
  2. このプログラムでも， 前のものとまったく同じ結果が得られますが， 考え方がちょっと変わります。


2.4 繰り返し-2(do)

V-CUnix


#include <stdio.h>
main()
{
	int i,j;
	
	i=1;
	j=0;
	do{
		j=j+i;
		printf("i = %d, j = %d \n", i, j);
		i=i+1;
	}while(i<=4);
}
prog.
注意 :
  1. do を使った繰り返しは，条件判断がループの最後にあるため， 最低でも1回はループをします。
  2. このプログラムは，決められた回数だけ処理を繰り返します：
    すなわち，変数 i をカウンタとし，iが4以下のあいだ繰り返すのです。 したがって，くり返し回数は4回です。
課題：
  1. while の条件式を変えながら， 同じ動作をする，プログラムを作りたい。 そのためには，どういう条件式にしたら良いか考え， 実際にプログラムを修正して走らせなさい。


2.5 繰り返し-3(for)

V-CUnix


次の2つのプログラムは，まったく等価です。
 (I)	for( ①; ②; ③){
		④;
	}

 (II)	①;
	while( ② ){
		④;
		③;
	}



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

	j=0;
	for(i=1; i<=4; i++){
		j=j+i;
		printf("i = %d, j = %d \n", i, j);
	}
}
prog.
注意
  1. (I)と(II)を比べると，(I)のほうが，①と③の処理を構文中に取り込んでいるため， ループ回数の制御部分と，実際の処理(④)とが明確に分かれており， 人が見てわかりやすいというメリットがあります。
  2. (I)と(II)を比べると，(II)のほうが，より原始的な構文のため， かえって柔軟性が高く，さまざまな繰り返し処理を 無理の書き方で実現可能です。
課題：
  1. for の条件式(②)を変えながら， 同じ動作をする，プログラムを作りたい。 そのためには，どういう条件式にしたら良いか考え， 実際にプログラムを修正して走らせなさい。


2.6 繰り返し-4(その他の繰り返し処理)

V-CUnix


#include <stdio.h>
main()
{
	int i;

	i=0;
	while( 1 ){
		i=i+1;
		printf("i = %d \n", i);
	}
}


// これ以外の無限ループの使用例
	for(;;){
		i=i+1;
		printf("i = %d \n", i);
	}
prog.

注意：(1つめのプログラムについて)
  1. 無限に繰り返されるループは，while(1) を使えば良い。
  2. キー操作 [Ctrl]+[C] により，強制終了できる。
  3. プログラム例後半のような使い方もあり。
  4. プログラム例後半のほうがむしろよく使われる。

2.6b 繰り返し-4b(その他の繰り返し処理)

V-CUnix


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

	i=1;
	for(j=1; j<=100; j=j+1){
		printf("i = %d \n", i);
		if(i>=10) break;
		i=i+1;
	}
}
prog.

注意：(2つめのプログラムについて)
  1. break 文を使うことにより，ループを途中で抜け出すことが可能。
  2. このプログラムの場合，for の部分が無限ループを指定してあっても， 同じ結果になる。
課題：
  1. for の行を，for(;;){ や， while(1){ に置き換えても同じ実行結果が得られることを確認しなさい。
  2. break の行を書き換えて，4回の繰り返しで終了するプログラムに修正しなさい。


2.7 特別な制御文(switch)

V-CUnix


#include <stdio.h>
main()
{
	#define PI 3.14159
	double r,a;
	int i;
	
	printf("radius (HaNKeI) = ");
	scanf("%lf",&r);

	printf("1 : EN No GaIShuU \n");
	printf("2 : EN No MeNSeKi \n");
	printf("3 : KyuU No MeNSeKi \n");
	printf("4 : KyuU No TaISeKi \n");
	scanf("%d",&i);

	switch(i){
	case 1:
		a=2.0*PI*r; break;
	case 2:
		a=PI*r*r; break;
	case 3:
		a=4.0*PI*r*r; break;
	case 4:
		a=(4.0/3.0)*PI*r*r*r; break;
	default:
		a=0;
	}
	printf("KoTaE Ha %lf DeSu.\n",a);
}
prog.
注意
  1. 以上の構文のうち，switch() の括弧の中には式を書き， case の行には 定数を書きます。
  2. これにより，いちいち else if を重ねなくても， 処理の進み方を複数通りに振り分けることができます。


2.8 ちょっと実用的(風な)プログラムの例

プログラムとそのコメント
  1. 最大，最小値
  2. 掛け算表
  3. 10進数を2進数に
  4. 2進数を10進数に
  5. 数当てゲーム(0-1000) , 改良1 , 改良2
  6. 数当てゲーム(マスターマインド)

注意：
  1. とにかく各プログラムを動かしてみよう。
  2. 興味を持ったプログラムについては，自分なりに修正してみよう。
  3. 教科書にあるプログラムも打ち込んで，動かしてみよう。
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