Integrated exercises I

(総合演習 I)

Computing Practice I

7th lecture, May 26, 2016

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2016/CP1/lecture7.html

Martin J. Dürst

© 2005-16 Martin J. Dürst 青山学院大学

Today's Schedule

• Written test (30 min)
• About last week's exercises
• The C preprocessor
• About today's exercises

総合復習テスト

• 30 分の筆記試験
• ログオフ済み
• 机に場所を作る (キーボードの長辺を下にパソコンとディスプレーの間に挟むなど)
• 授業開始まで教科書、資料、筆箱、財布などを鞄に入れ、鞄を椅子の下に
• テスト終了後その場で待つ

C 言語の応用: Ruby

• プログラミングの楽しさを主な目的としたプログラム言語
• 最初の公開は 1993 年
• 作者はまつもと ゆきひろ (Matz)
• 主な応用分野はウェブサイト (Ruby on Rails) とスクリプト
• 全体で約 84万行
• 他の実装も (例: JRuby: Java による Ruby の実装)

前回の演習結果

• 06C1 を提出してない ⇒ 本格的なプログラムを提出してない
• 06C2 を提出してない ⇒ 今日違った形でもう一回チャンス

前回の演習: 構造体の定義

• 構造体はプログラムによく出てくる対象物のために定義
• 構造体の定義を表現する対処の本質に合わせる
• 構造体の型名とメンバ名は対象物に合わせる
• 構造体は関連あるデータをまとめるのが目的
• 構造体や関数そのものと使うプログラムを別物と考える
• 入出力関数と計算関数を分離
• 入出力と計算はできるだけ別の関数に
• これらの点はプログラミングだけではなく、
  要求分析、設計などにも大事

前回の演習: 構造体の具体例

• 悪い例 (演習課題にはたまたま二つの点が出現):

  typedef struct  {  double x1, x2, y1, y2;  }  Point;
  typedef struct  {  double x, y; }  Complex;

• 良い例 (二次元の点には x 座標と y 座標のみ):

  typedef struct  {  double x, y;  }  Point;

• 複素数も同様:

  typedef struct  {  double real, immaginary;  }  Complex;

• 型名:
  良い例: Complex, COMPLEX, complex_t, complex_num など
  悪い例: base, CAL, calc, Comps, Decimal, INPUT, Number, POINT

前回の演習: 麺棒プログラムではなく、配列と初期化

前回の演習: 情報収集

• 演習前の説明をよく聞く
• 配布資料をよく読む
• 問題文をしっかり読んで理解
  例: Create a function to add two complex numbers.
• Q&A フォーラムの活用
  • いまだ遠慮する学生が存在
  • 英文についての質問でもよい
  • 個別問題だと思われる場合でもよい

Preprocessor

• Executed before the actual compiler
• Can be called as separate program (cpp)
• Running only the preprocessor: gcc -E 06A1.c -o 06A1.i → 06A1.i
• Main functions:
  • Inclusion of (header) files (#include)
  • Definition and expansion of macros (#define)
  • Conditional compilation (#ifdef/#ifndef/#endif)

Header Files

• The extension for C header files is .h
• Compiled by inclusion into .c files
• Main functions:
  • Share information common to multiple .c files
  • Define common types
  • Declare functions
  • Define macros
  • [declare global variables]

Extensions

• .h: C header file
• .c: C file
• (.i: C file after preprocessor, before compilation)
• .o: C file after compilation (before linking)
• .exe: Windows executable file

Typical Example of Header File Use

• library.h: Declaration of types and functions in the library
• library.c: Define the functions in the library (#includes library.h)
• using.c: Program using the library (#includes library.h)

Two Different Kinds of #include

• #include for standard libraries (教科書 p. 201):
  #include <stdio.h>
• #include for 'self-made' libraries:
  #include "my_library.h"

Definition of Macros

(教科書 pp. 218, 237)

• Basic syntax: #define COUNT 20
  Purpose: Easy change of program
  Example: for (i=0; i<COUNT; i++)
• Extended syntax: #define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
  Purpose: Type-independent inline pseudo-functions
  Example: int i = max(d,e); double z = max(x,y);
  Caution: In definition, use lots of parentheses; be careful about side effects
  (char c = max(getchar(), 'n');)
• Definition of macros on command line:
  gcc -DCOUNT=30 ...

Conditional Compilation

• #ifdef HOGE
  // HOGE が #define で定義されたら残る部分
#endif
• #ifndef HOGE
  // HOGE が #define で定義されなかったら残る部分
#endif

Example of Conditional Compilation

Avoid repeated #include of the same header file:

In header file:

#define MY_LIBRARY_HEADER

When including:

#ifndef MY_LIBRARY_HEADER
#include "my_library.h"
#endif

演習問題の概要

• 07A1: 複素数のライブラリの使用
• 07B1: 複素数のライブラリの作成
• 07C1: 行列計算のライブラリの作成と使用 (#ifndef, #define)
• 07C2: 日付のライブラリの作成 (第一部)
• 07C3: 日付のライブラリの作成 (第二部、発展問題、月曜締切、部分点)

(問題ごとにテスト用のファイル、コンパイル用のファイルがダウンロード可能)

(問題ごとに用意されたファイルと情報源、要求されたファイルの関係を把握)

次回までの準備

• 今日の復習
• 残りの演習問題を宿題として完成、提出
• 配布資料 (「ビジュアルラーニング C++ 入門」、さかお まい著、X-media 社、pp. 70-112) をよく読む。

Glossary

header file

ヘッダファイル

preprocessor

プリプロセッサ

linking

リンク (の作業)

expansion

展開

macro

マクロ

conditional compilation

条件付きコンパイル

extension

拡張子