５．Ｃ言語特有の文法

　自動的な型変換としては、算術式の中で型の異なる被演算子がある場合、すべての変数の値が、一時的に算術式のなかでいちばん大きい型に変換され、計算され、その結果も大きい型になる。

　強制的な型変換を必要とする場合がある。例えば、ｆｌｏａｔ型の引数を持つ関数に整数型の変数の値を渡すときには、

関数名（　（ｆｌｏａｔ）　変数名　）；

　Ｃ言語でシステムの開発をされる人達は、小さい整数として故意にｃｈａｒ型で変数を宣言し、メモリを効率よく利用することを考えるようであるが、特にメモリ効率などの制約がない場合にはなるべくわかりやすい変数の型宣言をお勧めする。

１．　printf("   %d! = %d \n", x++, fact(x) ); は副作用を持つか？
２．　p[i] = i++; は副作用を持つか？
３．　p[i] = ++i; は副作用を持つか？

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例５−３−１

　数値を文字列として入力し、数値に変換するプログラムを作れ。

考え方

１．文字列の読み込む。
	・１つの数字を１つの文字として読み込み、順次 配列ｓ［］に格納する。
	　同時に数字の桁数もカウントする。−−＞　結果をｋｅｔａ　に代入。
	・改行の文字（コード）がきたら、読み込みを終える。

２．文字列を数字に変換する。
	・１文字を１つの数値に変換する。　ｓ［ｉ］　−−＞　ｍｕｎ［ｉ］
	・数値　＜−−　mun[0]*10^(keta-1) + num[1]*10^(keta-2) + ... + num[keta-1]

３．数値の出力。

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プログラム５−３−１　１文字づつ比較する方法

/*  1 */  /*  Program No.5-3-1  */
/*  2 */  #include <stdio.h>
/*  3 */  int power(int basenumber, int n);
/*  4 */  main()
/*  5 */  {
/*  6 */        char c, s[100];
/*  7 */        int i, num[100], number = 0, keta = 0;
/*  8 */
/*  9 */        while(((c = getchar()) != EOF) && ( c != '\n') && (keta < 100))
/* 10 */                s[keta++] = c;
/* 11 */        s[keta] = '\0';
/* 12 */
/* 13 */        for (i = 0; i < keta; i++)
/* 14 */        switch (s[i])
/* 15 */        {
/* 16 */                case '0' : num[i] = 0;
/* 17 */                           break;
/* 18 */                case '1' : num[i] = 1;
/* 19 */                           break;
/* 20 */                case '2' : num[i] = 2;
/* 21 */                           break;
/* 22 */                case '3' : num[i] = 3;
/* 23 */                           break;
/* 24 */                case '4' : num[i] = 4;
/* 25 */                           break;
/* 26 */                case '5' : num[i] = 5;
/* 27 */                           break;
/* 28 */                case '6' : num[i] = 6;
/* 29 */                           break;
/* 30 */                case '7' : num[i] = 7;
/* 31 */                           break;
/* 32 */                case '8' : num[i] = 8;
/* 33 */                           break;
/* 34 */                case '9' : num[i] = 9;
/* 35 */                           break;
/* 36 */                default :  num[i] = 0;
/* 37 */                           break;
/* 38 */         }
/* 39 */
/* 40 */        for(i = 0; i < keta; i++)
/* 41 */                number = number +  num[i] * power(10, keta-i);
/* 42 */
/* 43 */        printf("%s -> %d\n", s, number);
/* 44 */  }
/* 45 */
/* 46 */  /* power function :  basenumber^n (n>=0)  */
/* 47 */  int power(int basenumber, int n)
/* 48 */  {
/* 49 */        int i, num;
/* 50 */
/* 51 */        num = 1;
/* 52 */        for(i = 1; i <= n; ++i)
/* 53 */                num = num * basenumber;
/* 54 */        return num;
/* 55 */  }

実行結果

1234
1234 -> 1234

5432
5432 -> 5432

＊＊＊解説＊＊＊

９−１０：	文字の入力部である。読み込んだ文字がエンドオフファイルコード（EOF）か改行コード（\n）か桁数が１００以上になるまで繰り返し、配列ｓに代入する。９：でｋｅｔａ＋＋文があるので、配列ｓに文字ｃが代入された後に、ｋｅｔａが＋１される。
１１：	配列ｓの最後の文字列の最後を意味するコードの挿入。４３：でｓを文字列として出力するため。
１３−３８：	一文字づつ入力された文字を比べ、対応する数値を配列ｎｕｍに代入している。
３６−３７：	０から９以外の文字に対しては、ｎｕｍには０を代入するようにしている。
４０−４１：	配列ｎｕｍに格納されている数値から１つの数値を、考え方の２に基づき生成する。

考え方

数値　←　mun[0]*10^(keta-1) + num[1]*10^(keta-2) + ... + num[keta-1]

　ここで、べき乗を計算するために関数ｐｏｗｅｒを呼んでいる。

４７：	べき乗を計算する関数ｐｏｗｅｒのヘッダ部である。この関数は、basenumberのn乗を戻すｉｎｔ型の関数である。
５２−５３：	ｂａｓｅｎｕｍｂｅｒをｎ回かけ算した結果をｎｕｍに代入している。ｎ＝０の時はｆｏｒ文は実行されないので、basenumber^0の時はｎｕｍの初期値である、１が戻るようになっている。

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例５−３−２

例５−３−１で文字の比較とｐｏｗｅｒ関数を使わない方法でプログラムせよ。

考え方

• １文字づつ比較をしないで文字を数値に変換するためには、文字コード（計算機内のコード）を利用する。幸いにＡＳＣＩＩコードやＥＢＣＤＩＣコードでは、０から９の文字は、０から順につながった文字コードである。よって入力された文字を数値に変換するためには、

  　入力された文字の数値　＜−　入力された文字のコード　−　文字'０'のコードで求めることができる。

  　たとえば、

  	文字の'５'はＡＳＣＩＩコードで５３，
  	文字の'０'はＡＳＣＩＩコードで４８，
  

  よって文字'５'を数値に変換するためには、５３−４８を行なえばよいことになる。

• ｐｏｗｅｒ関数を使わない方法

  　簡単のために数値１２３４で考えてみよう。プログラム５−３−１の方法では、

  num = 1*10^3 + 2*10^2 + 3*10^1 + 4*10^0

  であった。上記の式を１０でくくって変形すると、

  	num =  1*10^3 + 2*10^2 + 3*10^1 + 4
  	    =  10 * ( 10 * ( ( 10 * 1 ) + 2 ) + 3 ) +4
  

  のようになる。これを言葉で言い換えると、一番左の数値を１０倍しそれに次の桁の数値を加える。さらにその値を１０倍しそのまた次の数値を加える。以下、この操作を繰り返す。このような方法を用いればｐｏｗｅｒ関数を使わなくても、計算できる。

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プログラム５−３−２　内部コードを利用した方法

/*  1 */  /*  Program No.5-3-2  */
/*  2 */  #include <stdio.h>
/*  3 */  main()
/*  4 */  {
/*  5 */        char c, s[100];
/*  6 */        int i, num[100], number = 0, keta = 0;
/*  7 */
/*  8 */        while(((c = getchar()) != EOF) && ( c != '\n') && (keta < 100))
/*  9 */                s[keta++] = c;
/* 10 */        s[keta] = '\0';
/* 11 */
/* 12 */        for (i = 0; i < keta; i++)
/* 13 */                number = number * 10 + ( s[i] - '0') ;
/* 14 */
/* 15 */        printf("%s -> %d\n", s, number);
/* 16 */  }

実行結果

456
456 -> 456

987
987 -> 987

＊＊＊解説＊＊＊

８−９：	プログラム５−３−１と同じ方法で入力する。
１２−１３：	考え方で述べた方法により変数ｎｕｍｂｅｒに数値が代入される。

＊＊＊注意＊＊＊

　プログラム５−３−１の方法は、一般に考えられる方法であり決して悪い方法ではない。素直に考えそのままプログラミングした結果である。しかし、多少プログラミングの経験者であれば、同じ文の繰り返し（１６−３９）は使わないであろう。このプログラムの欠点は、文字の比較を１つづつ行なっているため、'０'−'９'の１０種類であるからこの程度のステップ数で済んだのだが、アルファベット２６文字が対象になった場合には、少し考える必要があるということである。また、ｐｏｗｅｒ関数を用いると毎回１０のべき乗を計算するため、計算時間が多くかかってしまうことである。

　プログラム５−３−２は、アルファベット２６文字対応するプログラムであってもプログラムのステップ数にはまったく影響ない。しかし、アルファベットの計算機の内部コードがつながっている場合にしか適用できない。例えば、ＥＢＣＤＩＣコードではアルファベット２６文字が続いた内部コードをもっていないため、プログラム５−３−２の１２−１３：で行なった同様な操作ができない。このように内部コードの並びがわかっていて、他のコードで動く計算機への移植を考える時には、プログラム５−３−１で行なったように１文字づつ比較する方法が確かである。

　ｐｏｗｅｒ関数はこの場合は、使わない方がよいと思われる。もとの式を変形しなくてもよいこと以外はｐｏｗｅｒ関数を使うメリットがなく、計算時間，ｐｏｗｅｒ関数の適用範囲，プログラムの変更の手間等を考えるとデメリットの方が多いからである。

　かけ算の回数により計算時間を比較してみる。プログラム５−３−１では keta + keta-1 + keta-2 + ... + 1 回、プログラム５−３−２では keta 回ですんでいる。 keta が大きくなればなるほど、かけ算の回数も増え計算時間も増して来る。

　このように、計算式を少し変更すれば計算時間の短縮ができたり、アルゴリズムが簡単になったりするような時は、開発に大きな支障がない限り行なうべきである。それがよいプログラミングのための一歩であり、プログラマの責任である。

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演習

例５−３の問題で配列を使わない方法で、プログラムせよ。