計算機実習 I

第七回 (2014 年 5 月 22 日)

応用課題演習 I

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2014/CP1/lecture7.html

Martin J. Dürst

© 2005-14 Martin J. Dürst 青山学院大学

目次

• 総合復習テスト
• 前回の演習
• プリプロセッサ
• 今週の演習問題

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

前回の演習問題について

• 未提出 (またはエラー): 06A1/A2/B1: 1人、06C1: 13人、06C2: 46人、06C3 (発展問題): 71人 (完成: 19)
• 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一緒に保存するのが目的
• 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;

• 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;

前回の演習: 構造体と関数

(引数でも戻り値でも構造体が使用可能)

関数の宣言:

Complex add(Complex a, Complex b);

関数の定義:

Complex add(Complex a, Complex b)
{
    Complex result;
    /* a と b の実部と虚部から result の実部と虚部を計算 */
    return result;
}

プリプロセッサ

(preprocessor)

• コンパイラ本体の前に実行
• プリプロセッサのみの実行: gcc -E 06A1.c -o 06A1.i → 06A1.i
• 主な役割:
  • (ヘッダ) ファイルの包含 (#include)
  • マクロの定義・展開 (#define)
  • 条件付きコンパイル (#ifdef/#ifndef/#endif)

ヘッダファイル

(header file)

• C のヘッダファイルの拡張子は .h
• .c ファイルへ包含しながらコンパイル
• 主な役割:
  • 複数の C のファイルの情報共有
  • 共通の型の定義
  • 関数の宣言
  • マクロの定義
  • [グローバル変数の宣言]

ヘッダファイルの使い方の典型例

• library.h: ライブラリが提供する方の定義、関数の宣言
• library.c: ライブラリの関数などの定義 (library.h を #include)
• using.c: ライブラリを使用するプログラム (library.h を #include)

#include の種類

• 標準ライブラリの #include (教科書 p. 201):
  #include <stdio.h>
• 独自ライブラリの #include:
  #include "my_library.h"

マクロの定義

(教科書 pp. 218, 237)

• 基本形: #define COUNT 20
  応用: プログラムの素早い変更
  応用例: for (i=0; i<COUNT; i++)
• 応用系: #define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
  応用: 型に依存しない、関数呼出が必要ない関数みたいなもの
  応用例: int f = max(d,e); double z = max(x,y);
  注意点: 定義で括弧を多めに使用、副作用の発生の恐れ
  (char c = max(getchar(), 'n');)
• コマンドラインでのマクロの定義:
  gcc -DCOUNT=20 ...

条件付きコンパイル

• #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

条件付きコンパイルの応用例

同一ヘッダファイルの #include の重複防止:

ヘッダファイルにて:

#define MY_LIBRARY_HEADER

使用場所:

#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)

(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)

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。