Microsoft PowerPoint - prog13.ppt

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1 プログラミング言語 第 回 (7 年 7 月 日 ) 今日の配布物 片面の用紙 枚 今日の課題が書かれています 本日の出欠を兼ねています /

2 今日やること にアクセスすると 教材があります 7 年 7 月 日分と書いてある部分が 本日の教材です 本日の内容 前回の課題の解答 授業でやってきたことの補足 アルゴリズムとデータ構造 / 学期末の課題についてその 課題内容は webを参照すること 〆切は 8 月 日の: です レポートボックスが出ますそので そこに投函してください Aの紙で提出すること 別途 プログラムを s-okubo@ice.uec.ac.jp まで送ること /

3 学期末の課題についてその Euler 法, 改良 Euler 法, Runge-Kutta 法に関する問題 について あまり面白いグラフは書けません 初期値問題の候補を追加しました どちらかのグラフを書いて出して下さい / 前回の課題の解答 /

4 前回の課題 vi. キューとスタックにあるキューのサンプルプログラムについて 各行が何をやっているか どのようにしてキューを実現しているか を 解説しなさい 7/ キュー ( 復習 ) 最後尾にデータを追加することができる 先頭のデータを取り出すことができる 取り出したデータを参照する 最初に入れたものが最初に出てくる 8/

5 解説その プログラム全体の構成について #include<stdio.h> #define N キューを保存する構造体の定義キューを初期化する関数 initialize キューにデータを追加する関数 enqueue キューからデータを取り出す関数 dequeue main 関数 9/ [/9] 解説その #include<stdio.h> // // 入出力を伴うので stdio.h を include する #define N // // N を に define する #define N については 後でもう少しだけ詳しくやります /

6 解説その [/9] キューを保存する構造体の定義 struct queue{ char [N]; int inthead; int int; ; ; 配列 のどこが キューの最後尾に相当するか キューに蓄えられたデータを保存する配列 配列 のどこが キューの先頭に相当するか queue head キューの内容 / void initialize(struct queue *q){ int i; i; 解説その [/9] キューを初期化する関数 q->head=; q->=; for(i=; i < N; N; ++i){ q->[i]=' '; '; queue head キューの中身が空であるときは head と の値が同じ時 head と に を代入することが キューを初期化することに この 行は 実は あまり意味はありません /

7 キューに蓄えられ解説その るデータが限界に達していたら [/9] キューにデータを追加する関数メッセージを表示 void enqueue(struct queue *q, int item){ if if (q-> >= >= N) N) { キューの末尾に printf("this queue is is full! n"); 相当する部分に else{ 追加したいデータを書き込む q->[q->]=item; q->++; キューの末尾を指す変数 の値を更新 head head head / 解説その [/9] キューからデータをとりだす関数 int dequeue(struct queue *q){ int tmp; if(q->head == == q->){ return -; キューが else{ 空なら-を返す tmp=q->[q->head]; キューの先頭の q->head++; データをtmpに保存 return tmp; キューの先頭を tmpを戻り値と指す変数 headの 値を更新して返す tmp tmp tmp head head head / 7

8 やりたいこと. 以下を繰り返す i. 文字入力を貰って解説その ii. もし! だったら キューからデータを取り出し main 関数の中身 iii. だったら 入力を貰ってキューに追加変数の宣言 iv. 現時点のキューのデータを キューの初期化全部出力条件を満たすまで繰り返しここから 文字読み込みもし! なら dequeue なら 文字読み込み enqueue を実行キューの内容を全部表示繰り返しここまで / [/9] 解説その 7 char symbol; int i, i, item; struct queue Q; Q; initialize(&q); 中略 変数の宣言変数の宣言キューの初期化キューの初期化条件を満たすまで繰り返しここからここから 文字読み込み 文字読み込みもし! もしなら dequeue! なら を実行 なら 文字読み込み enqueue 文字読み込みを実行 enqueueを実行キューの内容を全部表示繰り返し繰り返しここまで 変数の宣言 symbol 入力保存用 i for ループ用 item キューとのやりとり用 Q キュー保存用キューの初期化 / 8

9 [7/9] 解説その 8 do{ printf("input! or n"); scanf(" %c",&symbol); 中略 while (symbol!=!= EOF ); ); 変数の宣言変数の宣言キューの初期化キューの初期化条件を満たすまでたすまで繰り返しここからここから 文字読み込み 文字読み込みもし! もしなら dequeue! なら を実行 なら 文字読み込み enqueue 文字読み込みを実行 enqueueを実行キューの内容を全部表示繰り返し繰り返しここまでここまで 入力を促すメッセージの出力 文字入力 入力された文字が EOF 以外の間 do~while の間を繰り返し 7/ [8/9] 入力が! なら キューからデータを取り出し画面に表示 解説その 9 変数の宣言変数の宣言キューの初期化キューの初期化条件を満たすまで繰り返しここからここから 文字読み込み 文字読み込みもし! もしなら dequeue! なら を実行 dequeue なら 文字読 文字読キューの内容を全部表示繰り返し繰り返しここまで 文字読み込み enqueue 文字読み込みを実行 enqueue を実行 if if ( symbol == == '!'){ item = dequeue(&q); が入力されたら printf("dequeue %d %d n",item); else if( symbol == == '@'){ メッセージを printf("input an an integer: n"); 表示して scanf("%d",&item); 入力を貰い enqueue(&q, item); キューに追加し printf("enqueue %d %d n",item); メッセージを表示 8/ 実行 9

10 [9/9] 解説その 変数の宣言変数の宣言キューの初期化キューの初期化条件を満たすまで繰り返しここからここから 文字読み込み 文字読み込みもし! もしなら dequeue! なら を実行 なら 文字読み込み enqueue 文字読み込みを実行 enqueueを実行キューの内容キューの内容内容を全部表示内容を全部表示繰り返し繰り返しここまで printf(" n Now queue : n"); for (i=q.head; i < Q.; i++){ printf(" [%d]=%d n", i, i, Q.[i]); printf(" n n"); 配列の中身を表示 キューの中身は head と の間なので その間繰り返し head キューの内容 この部分を全部表示 9/ 今までの内容の追補 /

11 代入 代入 : 整数型の変数 i に を代入したい i=; 加算代入 : 整数型の変数 i にを加えて i に代入したい i+=; i=i+; とほとんど同じ意味 他にも 減算代入 (-=) 乗算代入 (*=) 除算代入 (/=) 等 一通りあります / #define コンパイル時 この行以降の文字列 が文字列 に置換されます 例 : #define 文字列 文字列 #include<stdio.h> #define N main(){ int i[n]; printf("%d",n); これ以降の N は と define int i[] と解釈される printf("%d",) と解釈される /

12 typedef その 型 に 新しい型名 を定義します 例 : #typedef 型 型名 #include<stdio.h> typedef int seisu; main(){ seisu i; i; int 型に seisu という別名を付ける seisu 型の変数 i を宣言 ソースを分かり易くしたり 簡潔にしたりできる / typedef その 構造体の定義とかで よく使われます typedef struct complex { 型 double real; double imaginary; hukusosu; 型名 main(){ hukusosu com; このように宣言できるように 型 に 新しい型名 を定義します #typedef #typedef 型 型名 従来品 struct struct complex complex { double double real; real; double double imaginary; imaginary; ; ; main(){ main(){ struct struct complex complex com; com; /

13 C 言語について 97 年に AT&T ベル研究所のデニス リッチーが主体となって作った ALGOL 系の言語で 構造化プログラミングが可能 基本的に 逐次実行 繰り返し (for 文 while 文等 ) 分岐 (if 文 switch 文等 ) から構成される 俗に言うスパゲッティになりにくい 実行順序が あっちこっちに飛び 全体が把握しづらいプログラムのこと / C 言語についてその なんだかんだで かなり普及している言語です 豊富なライブラリ ( 命令群 ) いろんな環境で使用できる 計算機に対して かなり強力なことまで行うことができる やや使いづらい部分もある 配列の添え字をチェックしてくれない 宣言してない部分にまでアクセスできてしまう 文字列を扱う専用の型が存在しない 宣言してない部分にまでアクセスできてしまう ここらへんは プログラミング時に注意が必要 /

14 計算機言語 他にも 色々な計算機言語があります C++ Java BASIC forthや postscript awkやperl :C 言語の拡張として作られた : 機種に非依存後期に授業があります : 昔は パソコンで一番メジャーだった : 構造化言語でなく スパゲッティーなソースを : 書きがち : 基本的に すべての命令はスタックを : 操作する命令 : スクリプト型の言語 手軽に書ける 等々 他の文法の言語を勉強することは 理解や技量の幅が広がる ( と思います ) 7/ アルゴリズムとデータ構造 8/

15 プログラムとデータ構造 データ構造 : コンピュータにどのように組織化して格納するか データの格納方法が異なれば その加工の仕方も変わる プログラム : 入力データを加工しつつ 正しい出力を求めていくプロセスの記述 入力 データデータ 格納 データ 加工加工 プログラム = アルゴリズム + データ構造 出力 9/ データ構造 コンピュータに どのデータを どのように格納するか キューの実現の仕方 Romberg 積分法の データの種類と蓄え方 queue head キューの内容と キューの先頭 末尾が必要 構造体で実現 R, R, R, M R n, R, R, M R n, R, R, R, R, R, M R n, 依存関係や処理順を考慮して 全部保存 M R n, O L R n, n 配列で実現 /

16 データの処理 入力データを加工しつつ 正しい出力を求めていくプロセスの記述 queue head キューへのデータの追加とか取り出し等 Romberg 積分法で 解を出すまでの計算の順番等 キューにデータを加えるときは 何を どういう順番で行えば良い? R, R, R, M R n, R, R, M R n, R, R, R, R, R, M R n, 青い矢印 赤い矢印の順番に処理すれば大丈夫 M R n, O L R n, n / プログラムを書くときには... プログラムを行うときに考えること... データ構造 : 目的を達成するためには どのようなデータが必要になるか どのように保存したら良いか 変数の宣言や 構造体の定義に関係 目的を達成するためには 何を行えばよいか どのような順番で行えばよいか 処理の内容や順番等に関係 結局の所 色々練習して 経験値を積むのが良いです /

17 おわりに / プログラムを勉強する目的 プログラムを勉強すると... 実際にプログラムを書くことで 数値計算の授業でやった内容を整理する 手法の理屈だけじゃなくて経験も積む ( 基本的な ) プログラミング能力を身につける 将来 大規模な処理とかやりたいときに便利 物事を実現するときにに必要な データ構造とか処理方法とかの考え方を身につける 何をどのように どういう順番でやればよいかを 整然と考えられるようになる ( はず ) / 7

18 学期末の課題について 課題内容は webを参照すること 〆切は 8 月 日の: です レポートボックスが出ますそので そこに投函してください Aの紙で提出すること 別途 プログラムを s-okubo@ice.uec.ac.jp まで送ること 課題の回答例を お盆のあたりまでに web に上げます / アンケートについて 学期末の授業アンケートが来ているので 解答して 提出して下さい / 8