Ｃ言語スーパーサバイバルガイド（超鯖Ｃ）

この文書は最低限度のＣ言語を速習することを目的とする。ここまで最低限のＣ言語だけで済まそうというテキストはほかにないかもしれない。しかし、「計算機シミュレーション入門」を受講する目的には、たぶんこれで充分なのである。他の情報関係教科（もっとまじめな科目）に充分なのかといえば、たぶん全然足りない。そういうものだ。

この文書で取り上げていない重要な概念を思いつくままにいくつか列挙すると、関数を作ること・ポインター・whileループ・switch文・再帰・・・。特に情報系の先生には、そんな大事なことを教えていないのかとお叱りをいただきそうであるが、なにしろ目標は「１日（というか授業一回）でＣ言語のプログラムが書けるようになること」なのである。他人の書いたプログラムを読めるようにはならないが、自分で書くことはできる。

英単語を1000語も知っていれば自分で文章を組み立てられるだろうが、他人の書いた文章には知らない単語が続出するだろう。つまり、ここでの「サバイバル」とはいわゆる"survival english"の「サバイバル」と同じ意味である。駅で切符を買えてレストランで注文できてホテルに泊まれれば、旅先で生きていける。むろん、現地の人と文化について語り合いたければ、サバイバル・レベルではとても無理なわけで、プログラミングを真剣にやろうと思うなら、この文書はほんの出発点にすぎない。あとは、自分で本でも買って勉強してください。

C言語でプログラムを書くための最低限度の注意

/* と */ にはさまれた部分はコメントつまりプログラム作者がつける注釈で、これは人間が読むためのもの。コンパイラはこの部分を無視するので、何を書いても構わないし、まったく書かなくてもオッケー。
文の終わりを示す;(セミコロン)を忘れがちなので注意。また、空白や空行は自由にいれてかまわない。
C言語は大文字と小文字を区別するので、間違えずに書くこと
{と}ではさまれた部分はなんらかの意味でのひとまとまりを表わす。 {}は入れ子構造にしてもかまわないので、たとえば {{A}{{B}{C}}} であれば、A,B,Cそれぞれがなんらかのひとまとまりで、また {B} と {C} をまとめてひとまとまりとし、さらに全体は {A} と {{B}{C}} をまとめたものとなる。要するに {} がどこからどこまでをまとめているかは内側から順に決まる。

進め方

以下の各ページは例題プログラム・解説・問題で構成されている。 (1)例題プログラムを入力し、実行する。(2)解説を読んでプログラムの意味を理解する。(3)問題のプログラムを自分で作ってみる。の順で進めることを想定しているが、もちろん、解説を先に読んだってかまわない。また、各ページの解説だけをどんどん読み進んでもかまわないが、プログラミングは語学の一種なので、実習しない限り使えるようにはならない。最終的には例題と問題のプログラムをすべて入力・実行すること。

最低限プログラム１：足し算をして、結果を打ち出すだけのプログラム

1. 次のプログラム（もちろん右の解説を除く）を入力してコンパイル・実行せよ


#include<stdio.h>       この行は必ず必要なおまじない
/* 実数の足し算 */      コメント
main()                   プログラム本体の開始を宣言(必須)
{                        ここから最後の}までがプログラムの中身
  double x;               実数変数xを使うことを宣言(Cでは変数をかならず宣言する)
  x = 10.0;              実数変数xに初期値として10.0を代入
  printf("x= %f\n",x);   xの値を出力
                         "x= %f\n" は出力の形式を指定。
                         %fは実数を出力する宣言。\nは最後に改行するという意味。
                         それ以外の文字はそのまま出力される
  x += 5.0;              xに5.0を足す( x = x+5.0 と書いても同じ)
  printf("x= %f\n",x);   xの値を出力
}                        プログラムの終了

2. 次のプログラム（もちろん右の解説を除く）を入力してコンパイル・実行せよ


#include <stdio.h>
/* 整数の足し算 */
main()
{
  int i;                  整数変数iを使うことを宣言
  i = 10;                 整数変数iに初期値として10を代入
  printf("i= %d\n",i);    の値を出力。%dは整数を出力する宣言。
  i += 5;                 iに5（整数）を足す( i = i+5 と書いても同じ)
  printf("i= %d\n",i);
}

解説

#include<stdio.h>
この文は必ずつけなくてはならない。とりあえずおまじないと思っておいてよい。これを忘れると入出力ができなくなるので、おまじないとしては最強である。
main()
このあとの { と最後の } に囲まれた部分がプログラム本体（メインプログラム）である。
C言語（に限らないが）で扱える数には定数と変数がある。定数とは 1 とか 0.0123 とかの決まった数である。一方、変数とは数学でいう変数と似たようなもので、x とか y とかの適当な名前を与えた変数に数を”代入”することができる。なお、変数の名前は長くてもよく、たとえば x1 とか hensu とかその他いろいろな名前をつけてよい。数学では ab は"a×b"を表わすが、Ｃではこれは ab という名前のひとつの変数である
変数は「型」を持つ。整数型の変数には整数の値が、実数型の変数には実数の値が代入される。ほかに文字を代入するための文字型変数などもある。
プログラム中で使う変数はプログラムの最初で型を「宣言」しなくてはならない。
int i,j,hensu0;
は整数型の変数として、i, j, hensu0 の三つを使うという宣言、また
double x, y, hensu2;
は実数型の変数としてx, y, hensu2 の三つを使うという宣言である。実数型としては double ではなく floatというのもあるが、基本はdoubleだと思っておけばよい。
変数への値の代入には = を使う。たとえば、実数型変数 xx に数 3.14 を代入したければ
xx = 3.14;
でよい。数学でのイコール記号と同じ働きと思うかもしれないが、これはあくまでも右辺の数の値を左辺の変数に代入するものである。したがって、逆に 3.14 = xx; と書くことは許されない（なぜなら、3.14は定数だから）。

ちなみに、数学ではイコール記号を代入と等号のふたつの意味で使うが、C言語ではそれは厳格に区別されており、「等しい」ことを表わす「等号」は"="ではなく"=="である。
型の違う変数への代入があるときは、代入される側の変数に合わせて数が変更される。たとえば、
int i; double x; x = 3.14; i = x;
などとすると、実数型変数xの値は3.14だが、それを代入した整数型変数iの値は小数点以下が切り捨てられて整数3になってしまう（四捨五入ではない）
四則演算（加減乗除）の記号はそれぞれ + - * / である。掛け算と割り算の記号に注意
型の違う変数同士の四則演算では、計算の前にまず型が揃えられる。整数型と実数型ならすべてを実数と思って計算する。

なお、整数を整数で割る場合は注意が必要で、結果も整数となる。つまり 2/3 の値は0である(このときも、小数点以下は四捨五入ではなく切り捨てられていることに注意)。また、整数同士の割り算では「余り」の計算をしたくなるかもしれない。余りを計算する記号は % である。たとえば 5%2 の結果は 1 となる。
コンピュータプログラムの初心者が一番面食らうのは
x = x+1;
といった表記だろう。もちろん、移項して 0 =1などとしてはならない。右辺を計算してから左辺に代入するのだから、xに1を足してその値を改めてxに代入するという意味である。しかし、まぎらわしい表記というのもよくないので、Ｃではこれを
x += 1;
と書くことができる。+= で右辺の数を左辺の変数に足すというひとつの操作を表わす。同様に -=, *=, /= なども使うことができる。意味はわかるね。

問題：

x,y,zを実数変数とする。 x=10.0, y=15.3　（値はなんでもいいが）として、x+yをzに代入し、x,y,zの値を出力するプログラムを作り、動作をたしかめよ
円の半径（実数変数をrなどとし、たとえばr=2.5などと与える）から円周の長さと円の面積を求めて出力するプログラムを作り、動作を確かめよ。円周率も適当な変数に適当な精度で与えればよい(実数変数をpiなどとし、pi=3.1415926など）

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