C言語　まとめ

本ページは，機械工学科　情報処理１・情報処理実習１履修者のための復習用まとめページである．
C言語文法について，一通り理解済であることを想定している．
授業の履修を終えてから参照すると良い．

ここに列挙したものはあくまで復習用のキーワードであり，詳細については，各実習のテキストを参照のこと．

注意：授業の解説順序と異なる場合がある．

プログラミングの基礎

ソースコード中のコメント部分はコンパイラは無視する．

/* この部分はコメント */

//	この行の行末の改行までコメント

改行とインデント（字下げ）

C言語のソースファイルでは，改行やスペースは（文字列中やヘッダファイル名などの例外を除き）任意に入れることができる．

例1
#include<stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello\n");
    return 0;
}

例2
#include<stdio.h>
int main(void){printf("Hello\n");return 0;}

の，いずれもコンパイラにとっては同じ意味となり正しく動作するが，ソースコードの見やすさと，プログラミング作成時の論理の表現の明瞭さの点から，例1のように字下げや改行を適切に入れよう．

変数

変数を使う前に必ず「定義」が必要
変数は定義した行以降で使用可能，有効範囲を外れると破棄される．（自動変数の場合）
初期化や代入をしていない定義直後の変数の値は「不定」．
変数のサイズ(Byte数)はsizeof(型名)で得られる．

単純型

整数型 int, short, long, long long など．unsignedをつけると符号なし整数
実数型 float, double, long double など．

int i;
float r;

配列

同じ型の変数が定数個分，メモリ上の連続した領域に確保される．

int a[10];
const int N = 100;
float data[N];

構造体

配列が同じ型の変数の集合であるのに対し，構造体はいろいろな異なる型の変数をひとまとめに表すことができる．（例：複素数や住所録など．）
構造体の中には通常の変数のほかに配列，ポインタ，構造体を含めることが可能である．

構造体の配列や，構造体を指すポインタも定義できる．

ポインタ変数

ポインタは，他の変数などのアドレスを格納するための変数．
ポインタ変数の定義は，ポインタの指す相手の型を指定したうえで，変数名の前に * をつける．
（型名の直後に*をつけても同じ意味となる．つまり，int *p;とint* p;は同じ意味．）

ポインタ演算子：

他の変数のアドレスを取り出すには，& 演算子
ポインタ変数の指す変数の値を取り出すには，* 演算子

どこも指していないポインタをヌルポインタと呼び，記号 NULL で表す．

ポインタ変数に 1 を加算すると，指す相手の変数1個分のサイズだけアドレス値が増える．
配列アクセスなどに便利．

// (1)
int i=100;
int *p1 = &i;	// int を指す場合
int* p1 = &i;	// こう書いてもOK

*p1 = 200;      // iの値が変更される


// (2)
float data[100];
float *p2 = data;	// 配列を指す場合．&data[0] と同じ意味．

*(p2+5) = 5;    // 6番目の要素，data[5]が変更される．

const指定

配列の要素数，物理定数など，変更する予定のない変数は const 指定しておくと，誤って変更しようとしたときにコンパイルエラーとなる．
また，配列の要素数を変数で指定する場合に必須である．

例1：
const int X = 100;
X++;	// これはコンパイルエラー


例2：
const int N = 10;   // const が無いと，次の行がエラーになるかも?　古いコンパイラの場合
int array[N];


例3：
void func(int data, const int N)   // 仮引数も const 指定できる
{
}

ローカル変数とグローバル変数

関数などのブロック{ }内（スコープという）にある変数をローカル変数と呼び，そのスコープ内のみで利用可能．
一方，関数外にある変数をグローバル変数と呼に，プログラム実行中はいつでも利用可能．

ローカル変数は，処理がスコープから出ると変数は自動的に破棄される．
（static 指定をすると，スコープから外れても破棄されず残る）

double pi = 3.14159265358979;   // グローバル変数

voif func(void)
{
    int i;  // これはローカル変数
}

関数

一定の処理のかたまりを「関数」と呼び，自由に作成することができる．
main() も関数の一つであるが，ここから処理が開始される特別な関数である．
関数には複数の変数を渡すことができる．これを引数（ひきすう）と呼ぶ．
関数から呼び出し元に値を返すには，return 文を用いる．1つの値のみ返すことができる．
関数を呼び出す側の引数を実引数，呼び出される側の引数を仮引数と呼ぶ．
引数の渡し方には，値渡し，アドレス渡し，参照渡しの3種類がある．
関数は自分自身を呼び出すことができる．これを再帰呼び出しという．
関数の本体を記述することを関数「定義」という．
関数の引数と戻り値を，定義とは別にあらかじめ記述しておくことを，関数「プロトタイプ宣言」という．
ヘッダファイル(.h)はプロトタイプ宣言の集まり．

あらかじめコンパイラ製品に用意されている関数を「ライブラリ関数」と呼ぶ．(例：printf, scanf, fopen, strcpy, sqrt など)
ライブラリ関数の使用には，適切なヘッダファイルの #include が必要

演算

代入： =
算術演算：+ , - , * , / , %
代入演算：+= , -= , *= , /= , %=
比較演算：== , != , < , <= , > , >=
論理演算：&& (AND) , || (OR) , ! (NOT)

入出力

画面への出力

printf()

書式指定文字列に注意．

キーボード入力

scanf()

書式指定文字列に注意．引数はアドレス渡し．

ファイル入出力

FILEポインタ，fopen, fputc, fgetc, fputs, fgets, fprintf, fscanf, fwrite, fread, fclose, feof, ferrorなどの使い方を覚えておこう．

制御文

条件分岐

`if() ...`

`if() ... else ...`

`if() ... else if() ... else ...`

`switch() ... case ???: ... default: ...`

繰り返し

`while()`

`do ... while();`

`for()...`

文字と文字列

文字（1文字）は char 型変数で表が，その実体は 8bit 整数である．
文字と数値の対応表を文字コードと呼び，最も基本的なものはASCIIコードである．
文字定数はシングルクオーテーション (') で区切られた区間である．
改行やタブなど，文字として表せない文字の表現をエスケープシーケンスと呼ぶ．例えば，改行は '\n'，タブは '\t' と書く．

文字(char)型の配列を文字列と呼び，ソースコード中のダブルクオーテーション(")で区切られた区間を指す．
文字列は必ずヌル文字 ('\0') で終端するルールがある．

文字列操作関数 strcpy, strcat, strcmp, strlen etc...

アルゴリズム

四則演算や条件分岐・繰り返しなどを組み合わせて，所望の処理結果を得る計算手順のことを「アルゴリズム」と呼ぶ．
プログラミング（コーディング）に際しては，配列や構造体などの「データ構造」をうまく組み合わせて処理手順を記述するとよい．

C言語 まとめ