(3.1.1) if ... else を使った自明なプログラム。
#include <stdio.h>
main() {
int x;
printf("数を入れてください.\n");
scanf("%d", &x); /* 数の入力 */
if (x == 0) {
printf("その数は零です.\n");
} else if (x > 0) {
printf("その数は正です.\n");
} else {
printf("その数は負です.\n");
}
}
(3.1.2) if の行以降については次を見よ。
if (条件１) {
文１
} else if (条件２) {
文２
} else if (条件３) {
文３
} else {
文４
}
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else if は何個あってもかまわない。
(3.1.3) if が一つしかなく，かつ，else がないとき。
if (条件１) {
文１
}
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(3.1.4) K&R2 では §3.2, §3.3 を参照。 そこでは省略可能な中カッコを省略しているが， 私のやり方のように全てつけておくほうが間違いが少ない。 インデントについても上の例でしっかり覚えよ。 中カッコの中の文はタブ一つ分だけ余計に字下げするのだった。 くわしくは §2.5 を見よ。
(3.1.5) if (...) の中で使える記号は、数学上の記号と少々異なる。 （for の継続条件で使える記号もまったく同じ。）
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注意：
「=<」「=>」は不可。
「if (x = 0)」， 「0 < x < 8」は別の意味。 |
(3.1.6) 「if (a+b < c+d)」のように if の小カッコ内で計算をしてから比較することもできる。
(3.1.7) K&R2 では §2.6, §A7.9, §A7.10 を参照のこと。
(3.1.8) 「かつ」は if (x > 0 && x < 8), 「または」は if (x < 0 || x > 2) { と書く。 「&」はシフトしながら 6のキーを、 「|」はシフトしながら ￥のキーを打つ。 K&R2 では §2.6 を見よ。 「かつ」も「または」も同じ文字を二つ打つことに注意。 「&」「|」をひとつだけ書くと，別の意味になる。
(3.1.9) (3.1.1) のプログラムで、 if (x = 0) と書いたらどうなるか。 0 をほかの数に変えての実験もしてみよ。
(3.1.10) アラレ数とは，次の漸化式で決まる数列である。 「ある項が偶数のときは次の項はその 1/2, 奇数の時はその項の 3 倍 + 1」。 どんな数から始めても 4, 2, 1, 4, 2, 1 ... の無限ループに陥ると予想されている。 このプログラムは，1 になったらそこで終わる。
/* アラレ数 */
#include <stdio.h>
main() {
int n;
printf("自然数を入れてください.\n");
scanf("%d", &n); /* キーボードから数を入力 */
for ( ; n != 1; ) {
if (n % 2 == 0) { /* n が偶数のとき */
n = n / 2;
} else { /* n が奇数のとき */
n = 3 * n + 1;
}
printf("%d ", n);
}
printf("\n");
}
(3.1.11) 二重の for と if ... else を組み合わせたプログラム。
/* 2 から 99 までの整数の最小の素因数を出力 */
#include <stdio.h>
main() {
int n, p;
for (n = 2; n < 100; n++) {
for (p = 2; n % p != 0; p++) {
; /* 空文。なにもしない */
}
if (n == p) {
printf("%d は素数です.\n", n);
} else {
printf("%d の最小の素因数は %d です.\n", n, p);
}
}
}
(3.1.12) 練習問題：上のプログラムを，素数のみを出力するよう改変してみよ。 素数を単に並べて出力すればよい。 2 3 5 7 11 13 ... のように。
(3.2.1) 変数名には，a, b, x, y のような一文字はもちろん，sum, total のように二文字以上からなる文字列も使える。 英語の単語でなくてももちろん可。 x11 のように数字がはいっても構わないが， 数字で始まる 1x などは不可。 （使おうとしたらどうなるか？）
(3.2.2) x1, x2, x3 とあったら人間は関連のある変数だろうと想像するが， コンパイラにとっては全く無関係な，ただの三つの変数である。
(3.2.3) 配列を使った自明なプログラム。
#include <stdio.h>
int a[10]; /* 配列の宣言。これで a[0], ..., a[9] が使える */
main() {
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) { /* 配列の要素に代入 */
a[i] = i * i;
}
for (i = 0; i < 10; i++) { /* 配列の要素を印字（＝出力） */
printf("a[%d] は %d です.\n", i, a[i]);
}
}
(3.2.4) 「配列」とは， 0 からある自然数までの整数で添え字づけられた有限個の変数 x[0], x[1], x[2], ..., x[N-1] を一斉に定義し，一括して扱うものである。 K&R2 では §1.6 を参照。
(3.2.5) 「配列の宣言。...」の行。こう書くと， a[0] から始まる 10 個の int 型変数が使える。 すなわち，a[0], a[1], a[2], ..., a[9] が使える。 a[10] は使えない。うっかり使わないよう，注意。
(3.2.6) 「配列の宣言は main() の中カッコの外で行ない， ほかの変数の宣言は main() の中カッコの中で行なう」 という規則があるわけではないが， ある事情により，この授業ではそうする。 正確なところは K&R2 §1.10, §4.3 参照。
(3.2.7) 同じ定数が何度も現れる場合，#define を利用すると便利である。 #define の次に書かれた文字列は，その右に書かれたもので置き換えられる。 次の例は (3.2.3) のプログラムとまったく同一である。 配列の大きさを変えたくなった場合， #define N の右の数を変えるだけで， 複数回あらわれる N の値を一気に変えることができる。
#include <stdio.h>
#define N 10
int a[N]; /* 配列の宣言。これで a[0], ..., a[N-1] が使える */
main() {
int i;
for (i = 0; i < N; i++) { /* 配列の要素に代入 */
a[i] = i * i;
}
for (i = 0; i < N; i++) { /* 配列の要素を印字（＝出力） */
printf("a[%d] は %d です.\n", i, a[i]);
}
}
(3.2.8) 練習問題：上のプログラムを改変し， a[i] に i*i を代入したあと， 隣あった項どうしの差 （a[1] - a[0], a[2] - a[1], ..., a[N-1] - a[N-2]） を出力するプログラムを書け。 出力時に，添え字が範囲外の値にならないよう注意せよ。 次に，わざと間違えて，添え字が範囲外の値になるようにせよ。 それをコンパイル・実行してみよ。
(3.3.1) 「乱数」が数学でどう定義されるかは，ここでは考えない。 計算機でいう乱数とは， 種（たね）と呼ばれる整数を元に漸化式を使って発生させる， 乱数のように見える数列のことである。
(3.3.2) 関数 rand() は，小カッコの中には何も書かずに呼び出す。 呼び出されるたびに， 0 以上 RAND_MAX 以下の整数（int 型）に値をとる乱数の項を， 一つずつ返す。次のプログラムでは，一行に一つずつ，全部で 10 個の整数が出力される。 その並びが乱数，というわけである。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* rand() */
main() {
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) { /* 10 項からなる乱数列を発生 */
printf("%d\n", rand());
}
}
(3.3.3) ２行目。関数 rand() を使うには stdlib.h を #include することが必要である。 どの関数を使う際にどの .h ファイルが必要になるのかは， この授業ではそのつど教える。また，K&R2 の付録に書いてある。 「/* rand() */」は， 「rand() を使うためにこの行を書いた」という覚え書きである。
(3.3.4) RAND_MAX はコンパイラごとに違う値を取り得る定数なので， 次のプログラムで調べよ。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* RAND_MAX */
main() {
printf("%d\n", RAND_MAX);
}
興味のある人は値をメモしておこう。
(3.3.5) (3.3.1) のプログラムは，毎回同じ乱数列を出力する。 それでは困るので，現在時刻を乱数の種（たね）にすることを考える。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* rand(), srand() */
#include <time.h> /* time() */
main() {
int i;
{ /* この中カッコの中（乱数の種の設定）はわからなくてもよい */
unsigned seed = (unsigned)time(NULL); /* 現在時刻を取得して */
printf("乱数の種は %u です.\n", seed); /* その値を出力 */
srand(seed); /* それを乱数の種に */
}
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d\n", rand());
}
}
センターの Linux でこのプログラムを動かすと， 秒未満は無視されるようである。（二人で“同時に”実行してみよ。）
(3.3.6) rand() % 100 とすると， 0 以上 100 未満の整数に値をとる乱数が得られる。 厳密に言えば，RAND_MAX の値によっては， 0 の出現率と 99 の出現率はわずかながら異なるが， この授業ではそこまでは気にしないことにしよう。
(3.3.7) 練習問題その１：(3.3.5) のプログラムを，(3.3.6) のように改造し， 0 以上 100 未満の整数に値をとる乱数が得られること， および，実行するごとにその乱数列が異なることを確認せよ。
(3.3.8) 練習問題その２：(3.3.5) のプログラムを， 1 以上 100 未満の整数に値をとる乱数が発生されるよう改変せよ。