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1 情報処理 Ⅱ 2011 年 12 月

2 関数の what と why 関数の分類 自作関数 : 自分で定義する. ユーザ関数 ユーザ定義関数 などともいう. 本日のテーマ ライブラリ関数 : 出来合いのもの.printf など. なぜ関数を定義するのか? 処理を共通化 ( 一般化 ) する プログラムの見通しをよくする 機能分割 ( モジュール化, 再利用 ) 責任 ( あるいは不具合の発生源 ) の最小化 main 関数がないとプログラムは動かない 2

3 仮引数と実引数 関数定義の例 int min(int x, int y) {...} 関数呼び出しの例 printf("min: %d n", min(x, y)); 仮引数と実引数の区別 関数定義のxとyは仮引数. 変数であり, それぞれ型名を書く int min(int x, y) は間違い 関数呼び出しの x と y は実引数. 任意の式でよい 仮引数に, 実引数の式の評価値を代入してから, 関数の処理が始まる仮引数と実引数が同じ変数名であっても, 有効範囲が異なるため, 別オブジェクトとなる 3

4 引数の授受 C の関数呼び出しでは必ず値渡し (call by value) になる. 値渡し : 実引数のコピーが仮引数に格納される. その後, 仮引数の値を変更しても, 実引数の値には影響しない. 参照渡し (call by reference) をしたければ, ポインタ値を引数とすればよい. 参照渡し : 仮引数の値を変更すれば, 実引数の値もそれに変わる.C ではこの意味での参照渡しをすることができないが, ポインタ値を渡すことで, その参照先の値を変えることができる. アドレス渡しともいう. 4

5 2 つの値を交換する関数 値渡し 失敗 引数は関数内の仮引数にコピーされる. 関数内の仮引数の中で, 値を交換しても, 関数の外のオブジェクトは変更されない. 参照渡し 成功 関数の仮引数は, 指し示す先を持つ. * ポインタ変数 = 値 とすることで, ポインタ変数が指し示す ( 関数の外の ) オブジェクトに値を代入する. swapint.c 5

6 値渡しで失敗する理由 (1) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = 1 y = -1 main 6

7 値渡しで失敗する理由 (2) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = 1 x = 1 y = -1 y = -1 main 7

8 値渡しで失敗する理由 (3) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1 tmp y = -1 x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = 1 y = -1 main 8

9 値渡しで失敗する理由 (4) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = 1 x = 1 tmp=1 y = -1 y = -1 main 9

10 値渡しで失敗する理由 (5) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = -11 x = 1 tmp=1 y = -1 y = -1 main 10

11 値渡しで失敗する理由 (6) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = -11 y = -11 x = 1 tmp=1 y = -1 main 11

12 値渡しで失敗する理由 (7) コード ( 抜粋 ) void swapint_bad(int x, int y) { int tmp; swapint_bad } tmp = x; x = y; y = tmp; x = 1, y = 1; swapint_bad(x, y); x = -11 y = -11 x = 1 tmp=1 y = -1 main 12

13 参照渡しで成功する理由 (1) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); x = 1 y = -1 main 13

14 参照渡しで成功する理由 (2) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px x = 1 py y = -1 main 14

15 参照渡しで成功する理由 (3) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px x = 1 tmp py y = -1 main 15

16 参照渡しで成功する理由 (4) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px x = 1 tmp=1 py y = -1 main 16

17 参照渡しで成功する理由 (5) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px x = -11 tmp=1 py y = -1 main 17

18 参照渡しで成功する理由 (6) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px tmp=1 py x = -11 y = -11 main 18

19 参照渡しで成功する理由 (7) コード ( 抜粋 ) void swapint_good(int *px, int *py) { int tmp; swapint_good } tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; x = 1, y = 1; swapint_good(&x, &y); px tmp=1 py x = -11 y = -11 main 19

20 関数の中の配列変数 (1) 関数の中で配列変数を定義すれば, 関数処理の中で確保され, 関数処理が終わると破棄されるような配列が作られる. void print_message(void) { char message[] = "Wakayama"; printf("%s n", message); } print_message message 'W''a''k''a''y''a''m''a' ' 0' 20

21 関数の中の配列変数 (2) 関数の仮引数に配列変数を書けば, その配列と型が適合するポインタ変数になる. void print_message(char message[]) { } printf("%s n", message); 宣言の形は不完全型実体はポインタ変数 要素数 ( 多次元配列の場合は左端のみ ) は無視される. 要素数なし 初期化なし ( 不完全型 ) でもよい. print_message message 'W''a''k''a''y''a''m''a' ' 0' 21

22 多項式の計算 仕様 多項式関数 f(x) = c n x n + c n 1 x n c 1 x + c 0 と実数 a が与えられたときに,f(a) を計算する. 考え方 係数 c 0, c 1, c 2, c n を, 配列変数で保持する. c i は,xのi 次の係数 f(a) = ( (c n * a) + c n 1 )* a + ) + c 0 により求め ( ホーナー法 ), 乗算の回数を減らす. v 0 = c n v 1 = v 0 * a + c n 1 v 2 = v 1 * a + c n 2 = c n *a*a + c n 1 *a + c n 2 v i = v i 1 * a + c n i polynomial_mainonly.c 22

23 コード ( 抜粋 ) 多項式の計算を行う関数 double calc(double f[], int size, double x) { f の配列の要素数 double val; (xの次数 + 1) int i; val = f[size 1]; for(i = size 2; i >= 0; i ){ val = val * x + f[i]; } return val; } 係数の配列 ( の先頭を指し示すポインタ変数 ) f(x) を求めるための x の値 v c n v v*x + c n i v = f(x) = c n x n + c n 1 x n c 1 x + c 0 関数定義の効果 : 異なる次数の多項式でも, 一つの (C の ) 関数 calc により, 値を求められる. polynomial.c 23

24 関数と変数 で学ぶこと 目的 関数を自分で定義し, 変数の利用方法 範囲を明示的に制限することで, 適切な機能分割 ( モジュール化, 再利用 ) を図る. してはいけないこと main 関数のみで 100 行以上のプログラム グローバル変数を駆使するプログラム プログラムを読みやすくする 保守性向上 24

25 変数 (Variable) 識別子 オブジェクト 識別子 (Identifier): 変数名, 関数名, 型定義名などの 名前 識別子とオブジェクト (Object) の違い 識別子は, プログラムファイル ( 静的 ) で記述される ラベル オブジェクトは, プログラム実行中 ( 動的 ) に生成される 実体 同一の識別子に対して複数のオブジェクトが生成されることもある. 25

26 識別子の宣言に関するルール グローバルに同一の識別子を複数宣言できない. 一つのブロック内に, 同一の識別子を複数宣言できない. 関数はブロック内で定義できない. 必ずグローバル区間での定義となる. GCC( 演習室のコンパイラ ) では, 関数の中に関数を定義できるが, 使用しないこと! ブロック内に変数を定義するときは, それより外にある同一の識別子と重複してもよい. ただし, 外にある同一の識別子は参照できない. モジュール化に関して有用なルール. 26

27 記憶域クラス (1) auto: そのオブジェクトの生存期間は自動記憶域期間である. 積極的に auto を書くことはない. static: そのオブジェクトの生存期間は静的記憶域期間である. 必要なときに使う. extern: 他の場所で宣言された識別子を使用する. 分割コンパイルで不可欠. externとstaticは, 関数に対しても指定できる. プログラムを複数のソースファイルで構成し, 別々にコンパイルすること. 大規模プログラミングでは当たり前の方式である. 27

28 記憶域クラス (2) 静的記憶域期間 ( 静的変数,static 変数 ) static を指定した変数と, グローバル変数が該当する. プログラムの実行に先立ち, オブジェクトが生成され, 初期値が設定される. プログラム終了まで破棄されない. 初期値を指定しないオブジェクトには 0 が代入される. 初期値は, コンパイル時に計算可能な定数式でなければならない. 自動記憶域期間 ( 自動変数,auto 変数 ) autoを指定した変数,staticやexternの指定なくブロック内で定義した変数と, 関数の仮引数が該当する. 宣言文を実行するたびに, オブジェクトが生成され, 初期値があれば毎回初期化される. ブロックを終えると, 破棄される. 初期値を指定しないオブジェクトの初期値は不定. 初期値は任意の計算式でよい. 28

29 有効範囲? 記憶域クラス? ここで問題 ( 小テストではありません ) グローバルな静的変数は, 定義 できる できない. グローバルな自動変数は, 定義 できる できない. ローカルな静的変数は, 定義 できる できない. ローカルな自動変数は, 定義 できる できない. ローカルな静的変数の用途 ブロック内で情報を保存しておき, あとで利用する. 動的に確保することなく, 配列領域を戻り値とする. 自動変数では扱いきれない大容量オブジェクト (100 万個の int 配列など ) を取り扱う. 29

30 有効範囲と生存期間の違い 破棄されるまでは, ブロックの外からでも ( ポインタなどで間接的に ) オブジェクトの参照や値の書き換えができる. ポインタによる参照渡しが可能となる. 関数内の自動変数に対応するオブジェクトは, 関数処理が行われるたびに生成される. 再帰呼び出しをする関数 が構成できる. 何らかの関数の中 message message[0] = 'w'; としてよい wakayama 'W''a''k''a''y''a''m''a' ' 0' 30

31 関数の括り出し すでにある, ひとまとまりの処理を, 関数として定義すること. 括り出しにより コード量 ( プログラムのサイズ, ステップ数 ) は増える. しかし, それぞれの関数のコード量は減り, 関数ごとに役割が明確になるため, 読みやすい. 関数定義の要点 保守性向上 1 関数名,2 戻り値の型,3 仮引数の順に決める. 変数の有効範囲に注意する. 仮引数と実引数が同じ名前でも, 別オブジェクト. 変数の除去や複製が必要なこともある. 31

32 再帰呼び出しとは 関数の内部で自分自身を呼び出すことを, 再帰呼び出し ( リカーシブコール,recursive call) という. 用途 注意点 再帰的 ( 帰納的, 循環的 ) な定義 バックトラック (backtrack) 分割統治法 (divide and conquer) 無限ループにならないようにする. 再帰を使わないほうがよいこともある. データ構造とプログラミング技法 他で 32

33 最大公約数を求める関数 gcd.c 最大公約数 (greatest common divisor) gcd(n,0) = n gcd(n,m) = gcd(m,n%m) (m>0) プログラムコード int gcd(int a, int b) { int r = a % b; if (r == 0) { return b; } else { return gcd(b, r); } } 関数 gcd の中で関数 gcd を呼び出している 再帰! 例 : gcd(18,24) = gcd(24,18) = gcd(18,6) = gcd(6,0) = 6 33

34 カウントダウン, カウントアップ countdown(5); countup(5); countdownとcountupの違いは, 出力 と 再帰呼び出し の前後関係だけ カウントアップ, カウントダウンともに, 再帰呼び出しなしのプログラムのほうが, 効率はよい. なぜ再帰呼び出しは効率が悪いか? 関数呼び出しのコスト ( オーバーヘッド ) があるから. 業務としてのプログラミングで, 再帰呼び出しを使用してはならない と ( コーディング規約で ) 定めていることも count.c 34

35 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(1) countup 関数の呼び出し前 main 関数処理時に生成されるオブジェクト num = 2 スタックポインタ 35

36 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(2) main から countup(2) を呼び出し countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト x = 2 main num = 2 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 36

37 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(3) countup(2) から countup(1) を再帰呼び出し x = 1 countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト countup x = 2 main num = 2 countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 37

38 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(4) countup(1) から countup(0) を再帰呼び出し x = 0 countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト countup x = 1 countup x = 2 main num = 2 countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 38

39 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(5) countup(0) 終了 countup(1) へ戻る x = 0 最初に呼び出した時点 ではなく 最後に呼び出した時点 に戻る! countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト countup x = 1 countup x = 2 main num = 2 countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 39

40 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(6) countup(1) 終了 countup(2) へ戻る x = 0 countup x = 1 countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト countup x = 2 main num = 2 countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 40

41 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(7) countup(2) 終了 main へ戻る x = 0 countup x = 1 countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト countup x = 2 main num = 2 countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 41

42 なぜ再帰呼び出しが可能なのか?(8) このようなデータ構造を, スタック という. countup 関数処理時に生成されるオブジェクト main 関数処理時に生成されるオブジェクト x = 0 countup x = 1 countup x = 2 main num = 2 同一の変数名 x に対して複数のオブジェクトが確保される. countup の再帰呼び出しを終えたときの戻り先 countup の呼び出し ( 関数処理 ) を終えたときの戻り先 42

43 再帰的な定義の例 (1) 階乗 0! = 1, 1! = 1 n! = n (n 1)! (n 2) フィボナッチ数列 a 1 = 1, a 2 = 1 a n = a n 1 + a n 2 (n 3) 再帰呼び出しを用いれば, シンプルに書ける. しかしこれらも,whileループのほうが効率がよい. factorial.c 43

44 再帰的な定義の例 (2) 木構造 トーナメント表の決勝戦から順に見て, 優勝チームの戦績を知る 100 万個の記録の中から, 欲しいものを瞬時に獲得する ホームディレクトリ以下のすべてのファイル名を出力する 再帰呼び出しは必要? するのが自然な場合と, してはいけない場合がある呼び出し方よりもデータ構造のほうが重要 44

45 再帰的な定義の例 (3) 文法 BNF(Backus Naur Form, バッカス記法 ) < 識別子 > ::= < 識別子 > < 英字 > < 識別子 > < 数字 > < 識別子 > '_' < 英字 > '_' 句構造文法による式の定義 計算機でどう処理する? 字句解析 構文解析を行う. 再帰下降構文解析は, 文法と対応した解析器 ( パーサ ) を生成するが, 効率は必ずしも良くない. a=b++ +c; 字句解析構文解析 OK a=b++++c; 字句解析構文解析 NG 45

46 連結数問題 下図のような (2 次元 ) フィールドと, その中の座標を入力に取り, それと同色で連結するセル ( マス, ぷよ ) の個数を求めよ. connection.c 46

47 2 次元フィールドの表現 フィールドは 2 次元 2 次元配列を使用 色は赤 青 黄と空白 int 型で表現 行数 (y 座標 ) 列数 (x 座標 ) int field[7][6] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 1, 3, 2, 0, 0, 1, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 3, 3, 3, 1, 1, 2, 3, 1, 3, 1, 1, 1, 1, 3, 3, }; 空白

48 再帰の使い方 関数プロトタイプは int consize(int field[7][6], int x, int y, int color); (x, y) と連結していて色が color であるセルの数を返す. 戻り値は, ( 探索打ち切りの ) 条件を満たすときは,0 そうでなければ, 1 + consize(field, x + 1, y, color) + consize(field, x 1, y, color) + consize(field, x, y + 1, color) + consize(field, x, y 1, color) 48

49 探索打ち切りの条件 以下のいずれか フィールドの範囲外 空白の箇所を探索しようとしている 探索済みの地点にいる (x, y) の色は color と異なる 探索済みかどうかを記憶するための領域も必要. field[y][x] の 0x10 のビット ( 下から 5 番目のビット ) に持たせる. field[y][x] のビットパターン :... 未使用 探索済フラグ 未使用 マスの色 49

50 ライブラリ 関数 定数 独自型などをまとめて, 他のプログラムから利用できるよう部品化したものを ライブラリ という. ライブラリ関数の分類 標準ライブラリ関数 ( 標準関数,ANSI 準拠の関数 ) 情報処理 Ⅱで使用するのは, この範囲だけ POSIX 準拠の関数 情報ネットワーク演習で使用する その他 ( サードパーティライブラリ ) OpenGL( ビジュアル情報演習で使用する ) など ANSI: American National Standard Institute POSIX: Portable Operating System Interface for UNIX 50

51 ライブラリ関数とヘッダファイル 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, 適切なファイル名 ( ヘッダファイル ) を記載しておく. printf なら #include <stdio.h> INT_MAX なら #include <limits.h> ライブラリ関数と, 記載すべきヘッダファイル名は, 教科書 書籍のほか, オンラインマニュアルで知ることができる. man 3 printf JM Project ( ヘッダファイルはコンパイル環境が保有しているが, その所在は, 環境による. 51

52 関数名の表記 printf 関数, 関数 printf この授業で採用している. printf() 関数, 関数 printf() 教科書で採用している. 関数名であることが明確になる. printf(3) printf というライブラリ関数 ( ライブラリルーチン ) があって, 詳細は,man 3 printf を実行すれば得られる の意味. (1) ならコマンド, (2) はシステムコール man printfを実行すると, ライブラリ関数ではなく, コマンドとしてのprintfの使い方が出てくる. printf の実引数に 3 と書く ではない. 52

53 ライブラリ関数と等価な自作関数 賛成意見 ライブラリ関数 ( 先人の知恵 ) をより深く知ることができるライブラリが明らかに間違っているときの代用として使える 反対意見 まったく同じものを作る意義がない ( 車輪の再発明 ) バグや不具合が入りやすい 等価な自作関数を書くとき, 心がけたいこと 関数名は, 同名のライブラリ関数に接頭語を加える 例 :my_strcmp,tm_strcmp 同じ動作なのが確認できるよう, テストコードを入れておく 53

54 strcmp 仕様 例 int strcmp(const char *str1, const char *str2); 辞書順で,str1 が str2 よりも先になれば負の値を返す str1 が str2 よりも後になれば正の値を返す str と str2 が等しい文字列ならば 0 を返す strcmp( Ayz, abc ) は負 strcmp( abcd, abc ) は正 strcmp( abc, abc ) は 0 str1 と str2 の値 ( アドレス, 指し示す文字列 ) は, 異なっていてもよい. if (str1 == str2) だと,2 つが同じアドレスであるかを判定する strcmp.c 54

55 strcmp( Ayz, abc ) str1 ASCII で 0x41 Ayz A y z 0 str2 を返す > 負の値 abc a b c 0 ASCII で 0x61 および は記載していない. 55

56 strcmp( abcd, abc ) str1 abcd a b c d 0 str2 = = = を返す < 正の値 abc a b c 0 56

57 strcmp( abc, abc ) str1 abc a b c 0 str2 = = = = 0 を返す abc a b c 0 57

58 サインカーブを描く 数学関数を使う (#include <math.h> と書いた ) ときは, cc lm を使ってコンパイルする 同一行 (Y 座標 ) に複数の点を打つ ( * を描く ) 処理は手間がかかるので, 画面の鉛直方向を X 軸としている. f(x)=sin(x)+cos(x) のグラフはどうなる? sincurve.c 58

59 const const の使用例 : char *strcpy(char *dest, const char *src); *dest は関数内で左辺値にできる *src は関数内で左辺値にできない 解説 dest, src ともに関数内で左辺値にできる ( アドレス変更可能 )

60 授業の進め方 プリプロセッサ指令 構造体 ファイル入出力 その他の型 記憶域管理関数 2 年以降でさらに学習 習熟 自分の思う通りに, 適切な形で, プログラムとして表現する. 識別子 制御文 算術型 演算子 配列 文字列 関数 再帰呼び出し ポインタ 変数の有効範囲 ライブラリ関数 式評価 プログラムの作成 コンパイル 実行 60

61 独自の型 独自の型の作り方 typedef 構造体 列挙型 (enum 型 ) なぜ 型? 処理対象のデータを効果的 効率的に取り扱える 既存の機能をもとに, 便利な機能を創れる プログラムを書きやすく読みやすくする 定性的なメリット実行時のコスト ( メモリ使用量など ) を見積もることができ, そこからプログラムの改善が期待できる 定量的なメリット 以下を読む上での注意 この色とこの色は型名を表す. この色は変数名を表す. 61

62 typedef の考え方 変数の定義 char c5[5]; は, 変数 c5 を定義し, その型は char [5] 型とする. 型の定義 typedef char c5[5]; は,c5 型を定義し, その型は char [5] 型と同一とみなす. 62

63 構造体宣言の例 (1) 構文 : struct タグ名 { メンバ宣言子並び }; 例 struct タグ名 型が定義される. struct point { double x; double y; }; struct point p = {1, 1}; セミコロンを忘れないように p: この x と y を, point 構造体のメンバという. x = 1 y = 1 配列と同じ書式で初期化可能 63

64 構造体宣言の例 (2) 構造体宣言と変数定義を一つの文で struct point { double x; double y; } p; 構造体宣言と型定義を一つの文で typedef struct Point { double x, y; } point; point p; struct Point 型と point 型が定義される, を用いてメンバを一括宣言してよい 64

65 構造体宣言の例 (3) 無名構造体 struct { double x; double y; } p; typedef struct { double x, y; } point; point p; 65

66 int double int double 構造体宣言の例 (4) 行列 ( 行数, 列数とも 10 まで ) struct matrix { }; row, column; element[10][10]; 行列 ( 成分はポインタ ) struct matrix { }; row, column; **element; row column element row column element matrixstruct.c 66

67 char struct 構造体宣言の例 (5) 自己参照構造体 struct person { }; name[80]; int age; person *next; name p T. name??? struct person p[100]; age=40 age=??? strcpy(p[0].name, T. ); p[0].age = 40; next next=null p[0].next = &p[1]; p[1].next = NULL; 67

68 構造体の代入 = で代入 初期化可能 struct point a, b; b = a; とすると, b には a のコピーが格納される. 構造体の中に配列があっても, コピーされる. 構造体の中のポインタは, ポインタ値がコピーされる. 構造体型の変数は, 同じ型のオブジェクトで初期化できる. 構造体渡し 関数の引数や戻り値の授受でも, 構造体オブジェクトが代入 ( コピー ) される. しかし, 構造体はしばしばポインタで渡される ( 参照渡し ). 関数処理で, 構造体オブジェクトの中の値を変えたいとき 構造体オブジェクトをスタック領域に置きたくないとき 68

69 してはいけないこと 構造体に限らない! 関数内の自動変数を指し示すポインタを, 戻り値とする. struct point *create_point(int x, int y) { struct point p = {x, y}; return &p; } コンパイルエラーにはならないが, 実行時に支障をきたす. 関数処理が終わると,pの領域が破棄される *(&p) が不定! p を静的変数とするか,malloc で実行時に領域を確保してそのポインタを返せば, 問題を回避できる. 69

70 独自の型はどこで定義する? 一般には, グローバル区間で定義し, 複数の関数間で利用できるようにする. 標準的な C ソースファイルの構成 1 ヘッダファイルのインクルード 2 定数 ( オブジェクト形式マクロ ) の定義 3 独自型定義 ( 構造体宣言を含む ) 4 グローバル変数の宣言 5 関数プロトタイプ宣言 関数形式マクロの定義 6 関数定義 ブロックの中で定義してもよい. 有効範囲は, そのブロックの終わりまで. 70

71 構造体と配列の使い分け 配列 構造体 同一の型の集まり各要素に番号がついているループなどを使って順番に処理する 様々な型の集まり ( ただし, 同一の型の集まりでもよい ) 各要素に付けられた名前 ( メンバ ) を使ってアクセスする 配列を含む構造体 や 構造体の配列 もよく利用される. 71

72 構造体とプログラミング さまざまな種類の情報を持つ 実体 を一つのオブジェクトとして処理したいとき, まず, 何に処理をしたいか?(what) を考える. 保持すべき情報を細分化し, それぞれをメンバとするような構造体を宣言する. 次に, 何の処理をしたいか?(how) を考える. 構造体を引数にとって処理する関数を定義する. 引数 戻り値ともに, 型は構造体そのものにすべきか, 構造体のポインタにすべきか, そのつど検討する. 動作確認用に, 構造体の中身を出力する関数も. 72

73 変数 関数 型 構造体の呼び分け 変数名 関数名 型名 変数 x, 配列変数 a, ポインタ変数 p 関数 printf,main 関数 int 型, signed long 型,char * 型,struct point 型 構造体名 point 構造体,matrix 構造体 struct point { }; と宣言していても struct point 構造体 とは書かない 同格の用法 変数 が変数名の後ろに来ることはない これも同格の用法 関数 は前でも後ろでも可 (main のみ後ろ ) 型 は接尾辞なので型名の前に来ることはない 73