£Ã¥×¥í¥°¥é¥ß¥ó¥°ÆþÌç (2018) - Âè£µ²ó ¨¡ À©¸æ¹½Â¤¡§¾ò·ïÊ¬´ô ¨¡

(1)

.

Ｃプログラミング入門

(2018)

第５回

─ 制御構造：条件分岐 ─

松田七美男

2018

年

5 月

17 日

(2)

分岐とは

.

条件式の論理値（真偽）によって処理先を

変える機構で，あらゆるプログラミング言

語に必須のもの．

必要な構成要素

I

論理値

：

0 を偽，非

0 を真

として扱う

I

演算

：論理演算子，比較演算子

I

構文

：

if

文，

switch

文，条件演算子

(3)

分岐とは

.

条件式の論理値（真偽）によって処理先を

変える機構で，あらゆるプログラミング言

語に必須のもの．

必要な構成要素

I

論理値

：

0 を偽，非

0 を真

として扱う

I

演算

：論理演算子，比較演算子

I

構文

：

if

文，

switch

文，条件演算子

(4)

if

文

if (

条件

)

文

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

文の書法

..

.

I

(

式

)

文の終わりはセミコロン

;

I

複合文

：複数の文を中括弧で囲んだもの

(5)

if

文

if (

条件

)

文

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

文の書法

..

.

I

(

式

)

文の終わりはセミコロン

;

I

複合文

：複数の文を中括弧で囲んだもの

(6)

if

文

if (

条件

)

文

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

文の書法

..

.

I

(

式

)

文の終わりはセミコロン

;

I

複合文

：複数の文を中括弧で囲んだもの

(7)

if

文

if (

条件

)

文

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

条件の評価値が偽

(0)

なら何もしない

.

文の書法

..

.

I

(

式

)

文の終わりはセミコロン

;

I

複合文

：複数の文を中括弧で囲んだもの

(8)

if else

文

if (

条件

)

文

1 else

文

2 .

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

複数の処理をさせる場合の記述法

..

.

8 if (...) A;B; else C;D;

◎

if (...)

{

A;B;

}

else

{

C;D;

}

すなわち，

複文

にする．

(9)

if else

文

if (

条件

)

文

1 else

文

2 .

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

複数の処理をさせる場合の記述法

..

.

8 if (...) A;B; else C;D;

◎

if (...)

{

A;B;

}

else

{

C;D;

}

すなわち，

複文

にする．

(10)

if else

文

if (

条件

)

文

1 else

文

2 .

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

複数の処理をさせる場合の記述法

..

.

8 if (...) A;B; else C;D;

◎

if (...)

{

A;B;

}

else

{

C;D;

}

すなわち，

複文

にする．

(11)

if else

文

if (

条件

)

文

1 else

文

2 .

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が真

(

非

0)

なら文

1 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

条件の評価値が偽

(0)

なら文

2 を実行

.

複数の処理をさせる場合の記述法

..

.

8 if (...) A;B; else C;D;

◎

if (...)

{

A;B;

}

else

{

C;D;

}

すなわち，

複文

にする．

(12)

例題：

ex11.c

...

int main(int argc, char **argv)

{

double x;

printf("x = ");

scanf("%lf",&x);

printf("x = %g > ", x);

if (x)

{

printf("True\n");

}

else

{

printf("False\n");

}

return 0;

}

.

stdio.h, stdlib.h, math.h

の

include

.

コンパイル命令

..

.

(13)

例題：

ex11.c

...

int main(int argc, char **argv)

{

double x;

printf("x = ");

scanf("%lf",&x);

printf("x = %g > ", x);

if (x)

{

printf("True\n");

}

else

{

printf("False\n");

}

return 0;

}

.

stdio.h, stdlib.h, math.h

の

_include

.

コンパイル命令

..

.

(14)

例題：

ex11.c

...

int main(int argc, char **argv)

{

double x;

printf("x = ");

scanf("%lf",&x);

printf("x = %g > ", x);

if (x)

{

printf("True\n");

}

else

{

printf("False\n");

}

return 0;

}

.

stdio.h, stdlib.h, math.h

の

_include

.

コンパイル命令

..

.

(15)

例題：

ex12.c

int main(int argc, char **argv) {

double x, y; printf("x, y = ");

scanf("%lf, %lf", &x, &y);

printf("(%4.2f,%4.2f) > ", x, y); if (x > 0) { if (y > 0) printf("1st quadrant\n"); else _{if (y == 0) printf("x-axis\n");} else printf("4th-quadrant\n"); } else if (x == 0) { if (y == 0) printf("origin\n"); else printf("y-axis\n"); } else { /* x < 0 */ if (y > 0) printf("2nd quadrant\n"); else if (y == 0) printf("x-axis\n"); else printf("3rd-quadrant\n"); } return 0; }

q

.

コンパイル命令

..

.

(16)

例題：

ex12.c

printf("(%4.2f,%4.2f) > ", x, y); if (x > 0) { if (y > 0) printf("1st quadrant\n"); else _{if (y == 0) printf("x-axis\n");} else printf("4th-quadrant\n"); } else if (x == 0) { if (y == 0) printf("origin\n"); else printf("y-axis\n"); } else { /* x < 0 */ if (y > 0) printf("2nd quadrant\n"); else if (y == 0) printf("x-axis\n"); else printf("3rd-quadrant\n"); } return 0; }

q

.

コンパイル命令

..

.

(17)

関係演算子

演算子

意味

例

結果_: 真なら₁，偽なら ₀

<

より小さい

x < y

x

が

_y

より小さければ

1

，でないなら

₀

<=

以下

x <= y

x

が

_y

以下ならば

₁

，で ないなら

₀

>

より大きい

x > y

x

が

_y

より大きければ

1 ₀

>=

以上

x >= y

x

が

_y

以上ならば

₁

，で ないなら

₀

==

等しい

x == y

x

と

_y

が等しければ

₁

， でないなら

₀

!=

等しくない

x != y

x

と

_y

が等しくなければ

1 ₀

(18)

論理演算子

演算子

意味

例

結果_: 真なら₁，偽なら ₀

&&

論理積

(x ∧ y)

x && y

x

と

_y

がともに真ならば

1 ₀

||

論理和

(x ∨ y)

x || y

x

と

y

の少なくとも一方 が真ならば

₁

，でないな ら

₀

!

否定

(¬x)

!x

x

が真でないならば

₁

₀

.

論理演算子の対象

..

.

関係演算子や論理演算子の表では単純な変数

_x

，

_y

を例にし

ているが，一般には式もよい．例えば

(x == 1) && (y != 3)

：「

x

が

1 ，かつ

y

が

3 でない」

(19)

論理演算子

演算子

意味

例

結果_: 真なら₁，偽なら ₀

&&

論理積

(x ∧ y)

x && y

x

と

_y

がともに真ならば

1 ₀

||

論理和

(x ∨ y)

x || y

x

と

y

の少なくとも一方 が真ならば

₁

，でないな ら

₀

!

否定

(¬x)

!x

x

が真でないならば

₁

₀

.

論理演算子の対象

..

.

関係演算子や論理演算子の表では単純な変数

_x

，

_y

を例にし

ているが，一般には式もよい．例えば

(x == 1) && (y != 3)

：「

x

が

1 ，かつ

y

が

3 でない」

(20)

排他的論理和

否定 論理積 論理和 排他的論理和 含意

¬p

p

q

p

∧ q

p

∨ q

p

Y q

p

⇒ q

F

T

F

T

F

T

F

T

F

T

F

T

F

T

F

T

日常会話での「または」は，論理和ではなく排他的論理和を

表現している場合があるので注意が必要．

_C

言語では排他的

論理和の演算子は定義されていないので，以下のような論理

表現を用いることになる．

p

Y q = (p ∧ ¬q) ∨ (¬p ∧ q)

(21)

例題：

ex12.c

の別方法

printf("(%4.2f,%4.2f) > ", x, y);

if (x > 0 && y > 0) printf("1st quadrant\n"); if (x < 0 && y > 0) printf("2nd quadrant\n"); if (x < 0 && y < 0) printf("3rd quadrant\n"); if (x > 0 && y < 0) printf("4th quadrant\n"); if (x != 0 && y == 0) printf("x-axis\n"); if (x == 0 && y != 0) printf("y-axis\n"); if (x == 0 && y == 0) printf("origin\n"); return 0; }

.

短所

..

.

if

文を

₈

回実行

(22)

例題：

ex12.c

の別方法

printf("(%4.2f,%4.2f) > ", x, y);

if (x > 0 && y > 0) printf("1st quadrant\n"); if (x < 0 && y > 0) printf("2nd quadrant\n"); if (x < 0 && y < 0) printf("3rd quadrant\n"); if (x > 0 && y < 0) printf("4th quadrant\n"); if (x != 0 && y == 0) printf("x-axis\n"); if (x == 0 && y != 0) printf("y-axis\n"); if (x == 0 && y == 0) printf("origin\n"); return 0; }

.

短所

..

.

if

文を

₈

回実行

(23)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

（定数）に等しい場合は，

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

もないので下に降りて

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

上記以外の場合には，

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(24)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(25)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(26)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(27)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(28)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(29)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(30)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

₎

(31)

switch (case)

文

整数式

₀

の値によって処理先を複数変える（

多重分岐

）

switch (

整数式

₀

_{) {}

case

整数

A

:

文

1 break;

case

整数

P

:

case

整数

Q

:

文

₂

break;

default:

文

_f

break;

}

.

整数式₀ の値が

.

整数

_A

.

文

₁

を実行

.

外に出る

.

整数

_Q

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

整数

_P

.

文も

_break

.

文

₂

を実行

.

break(

外に出る

)

.

_default

で

.

文

_f

を実行

.

break(

外に出る

)

(32)

条件演算子

.

条件演算子

..

.

唯一の３項演算子．

式を形成するので値を持つ

こと

が

if else

文などとは違う．

式

₀

?

式

₁

:

式

₂

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

例）

max = (a > b) ? a : b

(33)

条件演算子

.

条件演算子

..

.

唯一の３項演算子．

式を形成するので値を持つ

こと

が

if else

文などとは違う．

式

₀

?

式

₁

:

式

₂

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

例）

max = (a > b) ? a : b

(34)

条件演算子

.

条件演算子

..

.

唯一の３項演算子．

式を形成するので値を持つ

こと

が

if else

文などとは違う．

式

₀

?

式

₁

:

式

₂

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

例）

max = (a > b) ? a : b

(35)

条件演算子

.

条件演算子

..

.

唯一の３項演算子．

式を形成するので値を持つ

こと

が

if else

文などとは違う．

式

₀

?

式

₁

:

式

₂

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

例）

max = (a > b) ? a : b

(36)

条件演算子

.

条件演算子

..

.

唯一の３項演算子．

式を形成するので値を持つ

こと

が

if else

文などとは違う．

式

₀

?

式

₁

:

式

₂

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が真ならば式

₁

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

.

式

₀

が偽ならば式

₂

を評価

例）

max = (a > b) ? a : b

(37)

例題：

ex14.c

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h>

int main(int argc, char **argv) { int n; double x; printf("x = "); scanf("%lf", &x); printf("%f > ", x); n = x ? printf("True\n") : printf("False\n"); printf("printed characters = %d\n", n); return (0); }

(38)

構造化プログラミング

処理を小さな単位に分解し，交差のない階層的な構

造に組み上げると，全体の見通しがよいプログラム

となる．

.

構造化定理

..

.

１つの入口と１つの出口を持つようなプログラムは，次の３

つの基本的な論理構造の組合せで記述できる．

I

連接

_(sequential)

I

選択

_{(test) ⇔}

分岐

I

反復

_{(iteration) ⇔}

繰り返し

(39)

構造化プログラミング

処理を小さな単位に分解し，交差のない階層的な構

造に組み上げると，全体の見通しがよいプログラム

となる．

.

構造化定理

..

.

１つの入口と１つの出口を持つようなプログラムは，次の３