Cプログラミング演習
1
ガイダンス
2
例題
•数値計算 ・・・ 微分，積分等
•画像処理 ・・・ 配列（２次元／
３次元）
•データ処理 ・・・ ソート，選択
3
画像処理の例
•左が元の画像、右が一次微分(roberts オ
ペレータ)(利得3)の結果
4
C 言語での２次元画像の表現
•濃淡画像（grayscale）の場合
image[Y_SIZE][X_SIZE]
Y_SIZE
X_SIZE
5
C 言語での２次元画像の表現
•カラー画像（color）の場合
image[3][Y_SIZE][X_SIZE]
red blue green
red, blue, green
6
C言語
•D. M. Ritchieが1970年にUNIXを記述するた
めに作成した言語
•低レベルの操作ができる
–メモリの操作など
•ANSI により規格化、汎用性が高い
–広く利用されている
•手続き型言語のひとつ
–プログラムの実行順序を明示
•コンパイラ型言語のひとつ 7
コンピュータの振る舞いとメカニ
ズム
8
コンピュータのハードウエア構成
9
LSI
10
11
CPU
12
13
RAM)
(address bus)
(data bus)
(control bus)
R/W
R: Read
W: Write
CPU
14
RAM)
CPU
15
RAM)
CPU
16
17
18
C言語によるプログラミング
入門
19
メッセージ表示プログラム
20
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{
printf("Hello, world\n");
}
Visual Studio C++ 2015,
Visual Studio C++ 2013
#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
printf("Hello, world\n");
}
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{
printf("Hello, world\n");
}
メッセージ表示プログラム
C
() Linux
21
Visual Studio C++ 2015,
Visual Studio C++ 2013
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{printf("Hello, world\n");
}
#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{printf("Hello, world\n");
}
C
() Linux
#ifdef WIN32
#include "stdafx.h"
#else
#include <stdio.h>
#endif
#ifdef WIN32
int _tmain()
#else
int main(int argc, char** argv)
#endif
{printf("Hello, world\n");
}
Linux
Windows
22
Visual Studio C++ 2015,
Visual Studio C++ 2013
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{printf("Hello, world\n");
}
#include <stdio.h>
int main( int argc, char** argv )
{printf("Hello, world\n");
}
C
() Linux
Visual Studio C++ 2015,
Visual Studio C++ 2013
#ifdef WIN32
#include "stdafx.h"
#else
#include <stdio.h>
#endif
#ifdef WIN32
int _tmain()
#else
int main( int argc, char** argv)
#endif
{printf("Hello, world\n");
}
Linux
Windows
23
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{
printf("Hello, world\n");
}
メッセージ表示プログラム
_tmain
_tmain
printf
24
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{
printf("Hello, world\n");
}
メッセージ表示プログラム
_tmain
25
#include "stdafx.h"
int _tmain()
{
printf("Hello, world\n");
}
プログラムの流れ
printf
printf("Hello,
world\n");
26
例題１．棒グラフ
•整数から，その長さだけの棒を表示す
る関数 bar を作る
例） 6 → ******
•関数 bar を使って，「整数を読み込ん
で，読み込んだ長さの棒を表示するメ
イン関数を作る
27
棒グラフ
len =
6 Enter
28
プログラム実行順
•普通，プログラム中の文は，上から下
へ順に実行される
•関数呼び出しでは，関数の先頭に
「ジャンプ」する．
関数呼び出しの例） bar( len );
•呼び出された関数の中で return 文に出
会うと，関数呼び出しの場所に戻る．
C
29
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("\n");
return;
}
int _tmain()
{
int len;
char buf[256];
int ch;
printf( "len =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%d\n", &len );
bar( len );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
棒グラフ
bar
_tmain
_tmain
30
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("\n");
return;
}
int _tmain()
{
int len;
int ch;
printf( "len=" );
scanf_s( "%d", &len );
bar( len );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
プログラム実行順
return
31
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
void bar( int len )
{int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("\n");
return;
}
int _tmain()
{int len;
int ch;
printf( "len=" );
scanf_s( "%d", &len );
bar( len );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
プログラムの流れ
bar
bar( len );
return;
* printf, scanf
32
変数
•変数
•変数名
_
i
33
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("\n");
return;
}
int _tmain()
{
int len;
char buf[256];
int ch;
printf( "len =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%d\n", &len );
bar( len );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
i
len
len, buf, ch
34
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("\n");
return;
}
int _tmain()
{
int len;
char buf[256];
int ch;
printf( "len =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%d\n", &len );
bar( len );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
int
char
, 5, -3, 0
, 1, 0, 3, -, a
(1, 0, 3 )
len
i
len, buf, ch
35
例題．平方根の計算
•浮動小数データを読み込んで，平方根の計
算と表示を行うプログラムを作る．
–但し，負の数の場合には，メッセージを表示す
ること．
–負の数であるかどうかによって条件分岐を行う
ために if 文を使う．
例） ９のとき： ３
－１のとき： メッセージを表示 36
条件分岐とは
Yes
No
•「ある条件式」が成り立てばＡを、成
り立たなければＢを実行
37
平方根の計算
x=9
sqrt(9.000000)=3.000000
x=1
38
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int ch;
printf("x=");
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &x );
if ( x < 0 ) {
printf("\n");
}
else {
y = sqrt(x);
printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
39
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int ch;
printf("x=");
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &x );
if ( x < 0 ) {
printf("\n");
}
else {
y = sqrt(x);
printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
(x<0)
40
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int ch;
printf("x=");
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &x );
if ( x < 0 ) {
printf("\n");
}
else {
y = sqrt(x);
printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
(x≧0)
41
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int ch;
printf("x=");
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &x );
if ( x < 0 ) {
printf("\n");
}
else {
y = sqrt(x);
printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
int
char
, 5, -3, 0
, 1, 0, 3, -, a
(1, 0, 3 )
double
3.14, -1.414, 5, 0, -3
5, 0, -3
x, y,
buf, ch
42
繰り返しとは
•繰り返しとは，ある条件が満たされる
まで，同じことを繰り返すこと．
•繰り返しを行うための文としてwhile文,
for 文 などがある．
43
繰り返し
•C言語での繰り返しは次の3通り
–while文
–do-while文
–for文
•ループ変数 （ループカウンタ）
–繰り返しの回数を数える変数
–インクリメント 値を1増やす
（i++）
–デクリメント 値を1減らす （i--）44
for 文による繰り返し
Yes
No
45
例題．繰り返し計算と
ファイル出力
次のページのプログラムの機能
•計算の繰り返し
•キーボードからのデータ読み込み
•ファイルへの書き出し
46
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int i;
double start_x;
double step_x;
FILE* fp;
printf( "start_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &start_x );
printf( "step_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &step_x );
fp = fopen( "z:\\data.csv", "w" );
for( i = 0; i < 20; i++ ) {
x = start_x + ( i * step_x );
y = sin( x );
printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );
fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );
}
fprintf( stderr, "file z:\\data.csv created\n" );
fclose( fp );
return 0;
}
y = sin ( x )
47
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int i;
double start_x;
double step_x;
FILE* fp;
printf( "start_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &start_x );
printf( "step_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &step_x );
fp = fopen( "z:\\data.csv", "w" );
for( i = 0; i < 20; i++ ) {
x = start_x + ( i * step_x );
y = sin( x );
printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );
fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );
}
fprintf( stderr, "file z:\\data.csv created\n" );
fclose( fp );
return 0;
}
x, y, buf, i, start_x,
step_x, fp
48
#include "stdafx.h"
#include <math.h>
int _tmain()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int i;
double start_x;
double step_x;
FILE* fp;
printf( "start_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &start_x );
printf( "step_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &step_x );
fp = fopen( "z:\\data.csv", "w" );
for( i = 0; i < 20; i++ ) {
x = start_x + ( i * step_x );
y = sin( x );
printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );
fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );
}
fprintf( stderr, "file z:\\data.csv created\n" );
fclose( fp );
return 0;
}
int
char
, 5, -3, 0
, 1, 0, 3, -, a
(1, 0, 3 )
double
3.14, -1.414, 5, 0, -3
49
#include <stdio.h>
main()
{
double x;
double y;
char buf[256];
int i;
double start_x;
double step_x;
FILE* fp;
printf( "start_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &start_x );
printf( "step_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &step_x );
fp = fopen( "z:\\data.csv", "w" );
for( i = 0; i < 20; i++ ) {
x = start_x + ( i * step_x );
y = sin( x );
printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );
fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );
}
fprintf( stderr, "file z:\\data.csv created\n" );
fclose( fp );
return 0;
}
C
for
50
