プログラミング入門２
芝浦工業大学情報工学科
青木 義満
第7回
文字列
数学関数
ファイルの入出力
今回の講義内容
文字列
文字列の配列の扱い
関数への受け渡し
数学関数の利用
平方根，べき乗，三角関数 など
ファイル入出力
プログラミング入門２ 3
文字列とは？
（p.210）
文字列リテラル
文字１つ１つ： ‘A’, ‘B’, ‘1’
複数の文字の並び＝文字列
文字列リテラルとナル文字（NULL）
文字列リテラルの末尾には，必ず
ナル文字
が付加
puts( “ぷろぐらみんぐ入門” );
“”で囲まれた部分=文字列リテラル という
“
ABCD”
A
B
C
D
„¥0‟ → ナル文字
4文字
¥0
1文字
+
文字列型
文字を格納するためのデータ型
char型
文字の並び（文字列）を格納するには？
char型の変数を
文字数＋ナル文字
分用意
→
char型の配列
で実現！！
“
ABCD”
A
B
C
D
4文字
¥0
1文字
+
char str[5];
?
要素数5の文字型の配列
プログラミング入門２ 5
文字列を格納する配列 （p.210）
ソースファイル名： list0902.c
文字列をchar型の配列に格納し，表示
#include <stdio.h> int main(void) { char str[4]; /* 文字列を格納する配列 */ str[0] = 'A'; /* 代入 */ str[1] = 'B'; /* 代入 */ str[2] = 'C'; /* 代入 */ str[3] = '¥0'; /* 代入 */ printf("文字列strは%sです。¥n", str); /* 表示 */ return (0); }文字列の表示・初期化
文字列を printf関数 で表示
変換指定： %s を使用
文字配列の初期化
前ページの例のように，一文字づつの代入は大変
以下の形式で，配列にまとめて文字を代入可能
配列の要素数は省略可能
printf( “文字列は%sです¥n”, str );
変換指定
配列名を指定
(a)
char ss[ ] = { „A‟, „B‟, „C‟, „D‟, „¥0‟ };
プログラミング入門２ 7
文字列の初期化と表示 （p.211）
ソースファイル名： list0903.c
文字配列を初期化し，printfで表示
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char str[ ] = "ABC";
/* 初期化 */
printf("文字列strは%sです。¥n", str); /* 表示 */
return (0);
}
文字列の読込み
scanf関数による文字列の読込み
名前を格納する文字配列を用意
scanfの使い方
char name[40];
39文字
までの文字を格納可
scanf( “%s”, name );
文字列用変換指定
配列名
（文字配列の場合，＆は不要！）
プログラミング入門２ 9
文字列の読込み （p.212）
ソースファイル名： list0904.c
名前を表す文字列を読込み，挨拶をする
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char name[40];
printf("お名前は：");
scanf("%s", name);
printf("こんにちは、%sさん!!¥n", name);
return (0);
}
文字列の配列 (p.214)
文字列に名前データを格納
複数の名前データの扱い
char name[ ] = “aoki” ;
char name1[ ] = “aoki” ;
char name2[ ] = “tokunaga” ;
char name3[ ] = “okura” ;
添え字変数を使っていないので，
for文で回せない！
文字列を配列として扱えれば便利！
プログラミング入門２ 11
文字列の配列の実現
文字列のデータ構造
文字列の配列
１つの文字列自体が文字の集合 → 配列
複数の文字列を配列として扱うには？→
2次元配列
char name1[ ] = “aoki” ;
char name2[ ] = “tokunaga” ;
char name3[ ] = “okura” ;
name1 t o k u n a g a ¥n a o k i ¥n o k u r a ¥n name2 name3
name[3][9]
名前の数 （文字列データの個数） 名前の文字数（９文字分） o k u r a ¥n ¥n ¥n ¥n t o k u n a g a ¥n name[0] name[1] name[2] a o k i ¥n ¥n ¥n ¥n ¥n 0 1 2 3 4 5 6 7 8文字列の配列の実現
ソースファイル名： list0906.c (p.214)
複数の氏名データを文字列の配列で実現，表示
#include <stdio.h> int main(void) {char name[3][9] = { "aoki", "tokunaga", "okura" }; int i; printf("name[0] = %s¥n", name[0]); printf("name[1] = %s¥n", name[1]); printf("name[2] = %s¥n", name[2]); for(i=0; i < 3; i++){ printf("name[%d] = %s¥n", i, name[i]); } return(0); } 文字列の配列の宣言と 初期化 文字列の配列の表示
プログラミング入門２ 13
文字列配列への文字列の読込み
ソースファイル名： list0907.c (p.215)
キーボードから複数の氏名データを文字列配列に読み込み，表示
#include <stdio.h> int main(void) { char name[3][128]; int i; printf(“名前を入力¥n"); for(i=0; i < 3; i++){ printf(“name[%d] ：", i);scanf(“%s”, name[i]);
} printf("名前を表示¥n"); for(i=0; i < 3; i++){ printf("name[%d] = %s¥n", i, name[i]); } return(0); } 文字列の配列の宣言と 初期化（文字数を多めに確保） 文字列の配列の表示 キーボードから文字列の配列へ データを読込み 注意：scanf関数は，文字列の場合，＆は いらない！数学関数の必要性
先週の課題
var
std
avg
x
n
var
x
n
avg
n
n
i
x
n i i n i i i
標準偏差：
分散：
平均点：
データ数（人数）
得点データ
1 2 1)
(
1
1
:
)
,...
3
,
2
,
1
(
:
for文, +演算子
2乗の計算
(x-avg)*(x-avg)
平方ｂ根？
n乗，平方根，sin, cos…
数値計算用の便利な関数は？
数学関数
プログラミング入門２ 15
C言語の数学関数
C言語標準の便利な数学関数群
sqrt(平方根)，pow（n乗計算），sin, cos, tan(三
角関数)，その他
数学関数をプログラム中で使用するには？
ソースファイルに数学関数定義の記述された
“math.h”
をインクルード
コンパイル時に，以下の記述を追加
ソースファイル：xxx.c
#include <stdio.h> Int main(void){ ・・・・・・・#include <math.h> 数学関数用ヘッダー “math.h”
をインクルードb
gcc xxx.c -o xxx
-lm
ソースファイル名 実行ファイル名-l →
リンクオプション （使用する関数を指定）m →
math.lib(数学関数)のmプログラミング入門２ 17
代表的な数学関数たち(1)
平方根の計算
sqrt関数
仕様
double sqrt ( double x );
役割
doubleの値を受け取り，その平方根を計算してdoubleの値で返すy = sqrt(4.0)
y → 2.0
べき乗の計算
pow関数
仕様
double pow ( double x, double y );
役割
xのy乗を計算し，その結果をdoubleの値で返すz = pow( 4.0, 2.0)
z → 16.0
数学関数の使用例（１）
ソースファイル名：math1.c
平方根，べき乗の計算
#include <stdio.h> #include <math.h> int main(void) { double x, y, z; printf("input x : "); scanf("%lf", &x ); y = sqrt(x); z = pow(x, 2.0); printf("入力値 = %f¥n", x ); printf("平方根 = %f¥n", y ); printf("２乗 = %f¥n", z ); return(0); }math.hのインクルードを忘れずに！
コンパイル方法
gcc math1.c -o math1
-lm
プログラミング入門２ 19
代表的な数学関数たち(2)
三角関数の計算
sin, cos, tan関数
仕様
double sin ( double x );
double cos ( double x );
double tan ( double x );
役割
角度（単位ラジアン）
を受け取り，sin, cos, tanを計算してdoubleの値で返す
高校の復習 ラジアン
１８０°＝
1π（ラジアン）
１°＝
π/180 （ラジアン）
角度を°で入力し，ラジアンに変換
x°→ x*(π/180)
数学関数の使用例（２）
ソースファイル名：math2.c
三角関数 sin, cos, tan の計算
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(void) {
double x, sin_x, cos_x, tan_x; double radian; printf("input x : "); scanf("%lf", &x ); radian = x * (PI / 180.0); sin_x = sin(radian); cos_x = cos(radian); tan_x = tan(radian); printf("入力値 = %f¥n", x ); printf("sin = %f¥n", sin_x ); printf("cos = %f¥n", cos_x ); printf("tan = %f¥n", tan_x ); return(0); } 角度を入力（単位は°） 角度の単位を°→ラジアンに変換 PI ： πの値，math.h内でマクロ定義 #define PI 3.1415………
sin, cos, tanの計算
math.hのインクルードを忘れずに！
コンパイル方法
プログラミング入門２ 21
その他の数学関数の例 （他にもあります）
pow(x, y)
x の y 乗
sqrt(x)
平方
sin(x)
サイン
cos(x)
コサイン
tan(x)
タンジェント
asin(x)
アーク・サイン
acos(x)
アーク・コサイン
atan(x)
アーク・タンジェント
sinh(x)
ハイパボリック・サイン
cosh(x)
ハイパボリック・コサイン
tanh(x)
ハイパボリック・タンジェント
exp(x)
e の x 乗
log(x)
自然対数
log10(x)
基底10の対数
abs(x)
絶対値（int用）
fabs(x)
絶対値（double用）
*三角関数の角度はラジアン
ファイルとは何か？
これまでのプログラム
プログラムが終了すると，計算結果などのデータは
保存されない
変数の寿命は有限
ファイルの必要性
プログラム中のデータをファイルへ保存可能
ファイル内のデータをプログラム中に読み込み
間接的に他のプログラムとデータのやりとり
ファイルの入出力
プログラミング入門２ 23
ファイルとは？
文章，画像，音楽データ
→ ファイルとして保存
ファイルの構造
パソコンでは，データは全てメモリ上に記録
メモリ管理の単位： バイト（byte）
ハードディスク，フロッピーディスク
CD-ROM，メモリ－カード 等
バイト単位の
データの連なり
＝
ファイル
ファイルへのデータの書き込み
ファイルにデータを書き込む際の手順
ファイルを開く
どのファイルに対して（ファイル名）？
どのような形式で？
（テキスト or バイナリ, Read or Write）
データの書き込み
関数を使って，データをファイルに書き込む
ファイルを閉じる
使ったファイルを必ず閉じる
プログラミング入門２ 25
ファイルを開く ～ fopen関数
データを書き込む先の
”ファイル名” を指定
どんなモードでファイルを開くか？
書き込み用
読込み用
読み書き用
ファイルを開く操作
FILE *fp;
fp = fopen( “file.txt”, “w” );
file.txt
(ファイル)
FILE *fp
（ファイルポインタ）
ファイル名 ファイルを開く 際のモード ファイルを指定fp を介して，ファイルにアクセスが可能！
ファイルを開く際のモードの種類 (テキストファイル)
モード
意味
“ｒ”
読込み用にファイルを開く。ファイルが存在しない場合や
見つからない場合は失敗する。
“w”
書き込み用にファイルを作成。ファイルが存在する場合は
そのファイルの内容は破棄する。
“a”
追加書き込みのために既存ファイルを開く。ファイルが存
在しない場合には作成する。
“ｒ+”
読み書き用にファイルを開く。ファイルは存在していなけ
ればならない。
“w+”
読み書き用にファイルを作成。ファイルが存在する場合に
は，そのファイルの内容は破棄する。
“a+”
読込みと追加の両方のモードでファイルを開く。ファイル
が存在しない場合は作成する。
プログラミング入門２ 27
ファイルへのデータの書き込み
～ fprintf関数
printf関数（画面へのデータ出力）
→
f
printf関数（
f
ileへのデータ出力）
fprintf関数の書式
printf関数
printf( “iの値は%dです¥n”, i );
fprintf関数
fprintf( fp, “iの値は%dです¥n”, i );
データ書き込み先 」のファイル（ポインタ）iの値は1です
file.txt
fprintf関数の使用例
実数データの書き込み
文字列データの書き込み
複数の型のデータを１行に書き込み
double x → fprintf( fp, “%f¥n”, x );
char str[256] → fprintf( fp, “%s¥n”, str );
char name[ ] = “morishima”;
int student_id = 100;
double tensu = 95.5;
→ fprintf( fp, “%d %s %f ¥n”, student_id, name, tensu );
名前 学籍番号 点数
プログラミング入門２ 29
ファイルを閉じる
使い終わったら，後片付け
ファイルを閉じる
ファイルを開く時に指定したファイルポインタを指定
fclose(fp);
ファイルへのデータ書き込み 例題
ソースファイル名：fileio1.c
様々なデータをファイルに書き込み
#include <stdio.h> int main(void) { FILE *fp; int student_id = 100; char name[ ]= "morishima"; double tensu = 95.5; fp = fopen("test.txt","w"); fprintf( fp, "%d¥n", student_id ); fprintf( fp, "%s¥n", name ); fprintf( fp, "%f¥n", tensu );fprintf( fp, "%d %s %f¥n", student_id, name, tensu ); fprintf( fp, "%d¥t%s¥t%f¥n", student_id, name, tensu ); fclose(fp); return(0); } ファイルポインタ宣言 ファイルに書き込むデータ “test.txt”という名前でファイルをオープン （書き込み用） データをファイルに書き込み ファイルを閉じる
プログラミング入門２ 31
