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情報処理演習第1回

2010年10月7日

工学部6・7・8・9・10組(奇数学籍番号) 担当: 長谷川英之

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教員准教授 長谷川英之所属: 医工学研究科電話: 795-7079e-mail: hasegawa@ecei.tohoku.ac.jp講義資料URL:

http://www.ecei.tohoku.ac.jp/hasegawa/

TA (Teaching Assistant)医工D2 池下和樹医工D2 本庄泰徳医工M1 志田 光医工M1 本江和恵

教科書「Ｃによる情報処理入門」 昭晃堂 （著者: 阿曽他）

担当者・教科書

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1. 概要と基本演習

2. 一定回数の繰り返し

3. 判断と分岐

4. 配列

5. ポインタ

6. 関数定義と関数参照，変数の有効範囲，再帰呼び出し

7. 手続き，値呼び出しと参照呼び出し

8. データの型，構造体・共用体

9. ファイル入出力

以上，教科書の第4章～12章（第12章はまとめ）

※項目の番号は，必ずしも授業回とは一致しません．

第4章

第5章

第6章

第7章

第11.1節

第8.1，8.2節

第8.3，8.4節

第9章

第10章

シラバス

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目標

・Ｃ言語の文法を理解し，簡単なプログラムを作成することができる．

・UNIX（本講義ではLinux使用）環境下でプログラムの作成から実行までができる．

（Linux環境の使用方法は，書籍Digital Campus 2010の25ページ以降にも記載）

成績

・レポート，出席状況等から総合的に評価（出席，遅刻，欠席状況は自動集計）

・提出品がコピー品の場合，マイナス点と評価

・提出が期限より遅れた場合は減点

ひとこと

・是非，自分の能力を向上させるんだ，という意識で臨んで頂きたい．

今後Ｃ言語を使うことが仮にないとしても，1つの言語を知っていれば他の言語

の習得の助けになります．

・習得のためには自分で理解し，自分で手を動かして演習することが絶対必要です．

自分で使わないと英語がしゃべれるようにならないのと同じ．

注意

使用可能容量は200 MB，印刷可能枚数は240枚/人です．

講義受講に際して

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自分の声の周波数を調べてみよう

自分の音声波形を記録，フーリエ変換を使用して

周波数（声の高さ）を調べる．

画像ファイルを編集してみよう

普通は他人が作ったソフトウエアを使用しないと

編集できない画像ファイル．自分で作成したソフ

トウエアで画像を編集してみる．

この講義で行ってもらう課題

白黒化

時間（秒）振幅

（音

の大

きさ

）

周波数分析

時間（秒）

振幅

（音

の大

きさ

）

音声波形

あ

い う えお

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Linuxを起動，ログインする

ユーザ名に利用者番号を入力．パスワードが必要．

※パスワードの算出方法を忘れてしまった人は，マルチメディア教育研究棟5階

事務室窓口でもらえるそうです．

Webブラウザ（Mozilla）を起動

ブックマーク中の授業支援システムを選択

授業支援システムにログイン

USER-IDに利用者番号を入力，

パスワードも必要（Linuxへのログインと同じ）．

※授業支援システムの使用方法は，書籍Digital Campus 2010の149ページ

以降にも書いてあります．

受講登録(1/2) ※授業中のみ可

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② Confirm course registrationで登録の確認

下記のようにリストにこの講義が含まれていればＯＫ

※Course registrationを終えてから確認して下さい．

① Course registrationで登録

ボタンを押すとこの講義を受講するか聞かれるので

受講する場合はYesを選択

受講登録(2/2) ※授業中のみ可

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【プログラム作成・実行の流れ】

ソースプログラムの作成（本資料9～11ページ）

エディタ（emacs）で人間がＣ言語のルールに則って記述

ソースプログラムのコンパイル（本資料12ページ）

Ｃコンパイラにより，人間が書いたソースプログラムを計算機が理解

できる言語に翻訳（Ｃコンパイラはいわば翻訳器）

コンパイル後のプログラムを実行し計算機を動作させる（本資料12ページ）

コンパイルしたプログラムは計算機が理解できるので，計算機に指示

を与えることができる．

※はじめから計算機が理解できる言語で書けば良いのでは？

→ Ｃ言語より記述ははるかに難しい

第4章 プログラムの基本

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ソースプログラムを記述するための道具

・本講義ではエディタとしてemacsを用いる．

・エディタとして有名なのはWindowsのメモ帳など．

・UNIX環境下でのＣ言語の記述にemacsは使いやすい．

※エディタという言葉を使うと難しく思えますが，難しく考えずに，

単にテキストを打ち込むための道具と考えて差し支えありません．

テキスト（文字）を打ち込んでファイル名を付けて保存するだけ．

ソースプログラムの作成(1/3)

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1. コンソールを起動

画面左上のアイコン“ターミナル”をダブルクリック

2. emacsを起動

（使用方法は書籍Digital Campus 2010の61ページ以降にも書いてあります）

コンソールに下記のように入力するとemacsのウインドウが表示される．

emacs （ファイル名）.c ←Ｃ言語のファイルの拡張子は通常cとする．

例） [xxx]$ emacs h01.c

これはプロンプトを呼ばれる．コンソールにあらかじめ表示

されている．

（emacsでh01.cというファイルを作成．xxxの部分は人により異なる）

3. 入力内容の保存

キーボードでC-x，C-sとキーを押せば上書き保存される．emacsのウインドウ

がアクティブになっている必要があります．

※C-xの意味: CtrlキーとＸキーを同時に押す．上記3の場合，CtrlキーとXキー

を同時に押した後，CtrlキーとSキーを同時に押す．

ソースプログラムの作成(2/3): emacsの使い方

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#include <stdio.h>

main()

{

/* この記号間はコメント */

}

最小のプログラムh01.c

/* と */ の間はコメントになる．（エディタ上でヒトがみることはできるが，コンパイル時には/* と */の間は何も書 いていないものとみなされる）

要点

・1文字も間違えてはいけない（例: #includeの前の#を忘れるだけで動作しない）．

・C言語のソースプログラムは関数の集まり．mainは絶対に必要な関数．

main以外の関数は，好きな名前を付けて良い （もちろん重複は不可）．

関数の書き方: main(今は何も書かない){ 行いたい処理 }

・ソースプログラムを新規作成したり，修正した場合は，必ずemacsで上書き保存

を行う．そうしないとプログラム実行時に編集結果が反映されない．

この波括弧{ と末尾の波括弧 }との間に実行したい処理を書く．

C言語でプログラムを書くのに必要な定義ファイル stdio.h を読込

mainという関数が以下に書く．()の間に何も書いてないのは今は気にしない．

※空行は無くとも良い．

ソースプログラムの作成(3/3): 最小のプログラム

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コンソールで下記を実行するだけ（コンソールをもう1つ起動しましょう）！

コンパイル

[xxx]$ cc h01.c

実行

[xxx]$ a.out

[xxx]$ ← 何もしないので，実行後コマンド入力モードに戻るだけ．

要点

・ソースプログラムをコンパイルすると，a.outという計算機で実行可能な

ファイルが作られる．

・a.outは実行可能なので，emacsやccなどと同様に，コンソールでのコマ

ンドになり得る．逆に，これまでエディタで作成したソースプログラムは，

計算機は理解できず，コンソールで実行はできない．例えばコンソールで

[xxx]$ h01.c

としてもエラーが出るだけ．

ソースプログラムのコンパイルと実行

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#include <stdio.h>

main()

{

printf(”Hello!¥n”);

}

プログラムh01.cを編集

””で囲まれた文字列をコンソールに出力．行末の ; は文章の終わりを示す．

要点

・printfの文法は上記の通りなので，1文字も誤りがないように注意する．・行末の ; は，Ｃ言語では１つの文章の終わりを示すことになっており，

大変重要です．忘れずに付けて下さい．

・編集後は上書き保存（C-x，C-s）を忘れずに．

コンソールに文字を出力するプログラムに改造

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コンパイル

[xxx]$ cc h01.c

※再度コンパイルするとそれまでの a.out は上書きされる．

実行

[xxx]$ a.outHello![xxx]$

←加えた動作により文字列が出力される．

←更新された a.out を実行

←コマンド入力モードに戻る．

計算機による情報処理の第1歩を踏み出しました！

ソースプログラムのコンパイルと実行

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１3ページにおける使用例

printf(”Hello!¥n”);

printf文は，” ”で囲まれた部分の

内容をコンソールに表示（上の例で，¥nはそのまま表示されないのは，

“¥と１英文字”でコード（命令といっても良い）

を表すというルールになっているから）

¥n は，改行を示す．

文末を示す ; も忘れずに．

¥nを入れない場合

[xxx]$ a.outHello![xxx]$

¥nを入れた場合

[xxx]$ a.outHello![xxx]$

実行結果

※ ” ”で囲まれた部分を「書式」という．

printf文による変数の内容の出力

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#include <stdio.h>main(){

int x,y,z;

x=3;y=4;z=x+y;

printf(”%d”,z); }

プログラムh01.cを再度編集

変数を使用するには宣言が必要．この例では，x，y，z という３つの変数を使う．

要点・上の例では x，y，z とも整数（小数は扱えない）として宣言．小数を扱い

たいときは int の代わりに float（実数）で宣言する．

・演算記号には，加 +，減 -，乗*，除 /，などがある．

・printf 文の中の %d 記号は，変数の内容を表示することを示す．

詳しくは次ページ参照．

xの値を３に設定（xに３を代入）

yの値を３に設定（yに３を代入）

xとyの和を計算し，zに代入

zの値をコンソールに表示

計算結果をコンソールに出力するプログラムに改造

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前ページの使用例

printf(”%d”,z);

” ”内は表示の書式を示す．

%d は整数型の変数を表示させることを

示す．実数型（float）の場合は %f．

直前の””中の%dの場所に表示させる変数

”%d”の後の , を忘れずに．

文末を示す ; も忘れずに．

printf文による変数の内容の出力

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変数の型とprintf文における書式

zを整数型として定義した場合

printf(”%d”,z);

zを浮動小数点型（実数）として定義した場合

printf(”%f”,z);

int z; と定義した場合: zは整数型の変数

float z; と定義した場合: zは浮動小数点型（実数）の変数

変数の型とprintf文における書式

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コンパイル

[xxx]$ cc h01.c※再度コンパイルするとそれまでの a.out は上書きされる．

実行

[xxx]$ a.out7[xxx]$ ←計算結果が出力され，コマンド入力モードに戻る．

ただし，表示が7だけなので何の値か分かりにくい．

←更新された a.out を実行

プログラミングらしくなってきました．

ソースプログラムのコンパイルと実行

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#include <stdio.h>main(){

int x,y,z;

x=3;y=4;z=x+y;

printf(”z=%d¥n”,z); }

プログラムh01.cを再度編集

変数を使用するには宣言が必要．この例では，x，y，zという３つの変数を使う．

要点・printf 文の” ”中に z= および改行コード ¥n を追加．

xの値を３に設定（xに３を代入）

yの値を３に設定（yに３を代入）

xとyの和を計算し，zに代入

zの値をコンソールに表示

計算結果の表示を工夫する

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前ページの使用例

printf(”z=%d¥n”,z);

printf文の” ”中に書いた文字は，% や ¥ が前に付かない限りそのまま

表示される．つまり，上記の例では表示結果は z=（変数の内容）となる．

printf文による変数の内容の出力

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コンパイル

[xxx]$ cc h01.c※再度コンパイルするとそれまでの a.out は上書きされる．

実行

[xxx]$ a.outz=7[xxx]$

←計算結果が出力される．z= の付加により表示結果の意味が分かり易くなった．

←更新された a.out を実行

他の演算（減算-, 乗算*, 除算/）も試してみて下さい．

ソースプログラムのコンパイルと実行

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#include <stdio.h>main(){

int x,y,z;

scanf(”%d”,&x);y=4;z=x+y;

printf(”z=%d¥n”,z); }

プログラムh01.cを再度編集

要点scanf 文の中の %d 記号は，変数の中身を表示することを示す．

printf のときと同様．scanfの詳細は次ページ参照．

整数値をキーボード入力して x に代入

xの値をキーボード入力するプログラムに改造

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前ページの使用例

scanf(”%d”,&x);

%d は整数型の変数を入力することを示す．

実数型（float）の場合は %f．

キーボード入力した値を代入する変数を記述．

変数の前に&が必要（今はルールとして憶えて下さい）．

scanf文によるキーボード入力

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コンパイル

[xxx]$ cc h01.c※再度コンパイルするとそれまでの a.out は上書きされる．

実行

[xxx]$ a.out3z=7[xxx]$

←計算結果が出力される．

←更新された a.out を実行

←コマンド入力モードに戻る．

←xの値を入力

ソースプログラムのコンパイルと実行

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#include <stdio.h>main(){

int x,y,z;

printf(”Please input 2 integers.¥n”);

scanf(”%d %d”,&x,&y);

z=x+y;

printf(”x, y, z=%d, %d, %d¥n”,x,y,z); }

プログラムh01.cを再度編集

要点

次ページ参照．

xとyの値をキーボード入力

x,y,zの値を表示

↑２つの整数を入力するよう操作者に促す．

多変数を入出力するプログラムに改造

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printf(”x, y, z=%d, %d, %d¥n”,x,y,z);

Ｃコンパイラは，%が来たらその後の1文字で表示する変数の

型を判断する．つまり，この場合%の後のdだけで変数の判断

が行われる．それ以外の場所にある文字はそのまま表示される．したがって，%dのあとのカンマ,はあってもなくても良い．

カンマ,で区切って複数の変数を書ける．

前ページの使用例

scanf(”%d %d”,&x,&y);

スペースを空けて２つの整数をキーボード入力することによりxとyにそれらの値が格納される．

カンマ,で区切って複数の変数を書ける

printf, scanf文による多変数の入出力

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1. emacsを用いたソースプログラムの作成

2. プログラムの基本構造#include<stdio.h>main(){}

3. プログラムのコンパイルと実行

4. printf文による文字列のコンソールへの表示

5. 変数（整数型int，浮動小数点型float）の宣言

6. 変数への値の代入，四則演算

7. scanf文によるキーボード入力

本講義のポイント

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Q1-20101007a

自分の学籍番号の下4桁をコンソールから入力し，その入力結果を使って，

自分の氏名と学籍番号(どちらも半角英数字)をコンソールに表示するプログ

ラムを作成し，TAの確認を受けてから提出して下さい．氏名と学籍番号は

別の行に表示されるようにして下さい．（提出ファイル名: q01a.c）

※できる人は自分の名前もキーボード入力するようにして下さい．

/* 学籍番号 氏名

[工夫した点]1. ○○を○○するようにした。

2. ○○を○○するようにした。*/#include <stdio.h>main(){

（各自が作成した内容）

}

提出用プログラム→の書式

課題1(Q1-20101007a)

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Q1-20101007b

1から5までの整数を加算し，その結果をコンソールに表示するプログラム

を作成して下さい．作成したら，TAの確認を受けてから提出して下さい．

（提出ファイル名: q01b.c）

課題2(Q1-20101007b)

・授業支援システムにログイン直後のメニューの Assignment ボタンで

レポート提出モードに入れます．

・レポートの提出方法の詳細は，書籍Digital Campus 2010の153ページ

以降を参照して下さい．

課題解答提出方法

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S1-20101007

任意の実数をコンソールから入力してfloat型変数に格納する．その実数の

値を，int型変数に代入した場合，小数点以下がどのように処理されるのか

（四捨五入？切り上げ？切り捨て？）、を確認できるプログラムを作成して

下さい．（提出ファイル名: s01.c）

余裕がある人への課題(S1-20101007)