Cの実行モデル

自由落下距離

•前回の授業の「例題１」の復習と重要

事項の確認

–地上で物を落とし始めた後の自由落下距離

を求める

–重力加速度 g は9.8 とする

–自由落下距離を求めるために，プログラム

中に，計算式 y = ( 9.8 / 2.0 ) *

x * x を書く

Microsoft Visual Studio C++ の画面構成

ファイルなど

が表示される

Ｃ＋＋ソースファイル

の編集はここで行う

ビルド結果が現れる

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

計算を行っている部分

キーボードからの

データ読み込みを

行っている部分

ファイルへの書き出し

を行っている部分 4

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

Cプログラムはメイン関数から

実行開始

プログラムは順次実行

この部分は繰り返し処理

（for 文による繰り返し）

変数 x, y, buf, i, start_x,

step_x, fp をメモリエリア中に確保

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

xの値から

( 9.8 / 2.0 ) * x * x

を求め，yに書き込む

Cプログラムはメインの関数から

実行開始

printf でメッセージを表示

fgets でキーボードから１行を読み込み

sscanf で数値を読み取って変数に格納

printf でメッセージを表示

fgets でキーボードから１行を読み込み

sscanf で数値を読み取って変数に格納

20回の繰り返し (i= 0, 1, ... 19)

→実行の流れが今日の授業のポイント

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\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 d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

変数は４種類使っている

整数を扱う int 型

文字を扱う char 型

整数は, 5, -3, 0 など

文字は, 1, 0, 3, -, a など

数字(1, 0, 3 など)も文字の一種

浮動小数を扱う double 型

3.14, -1.414, 5, 0, -3 など

（5, 0, -3 などの整数も浮動小数の一種）

ファイルポインタ

ファイル操作に使う変数7

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\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 d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

変数は４種類使っている

整数を扱う int 型

文字を扱う char 型

整数は, 5, -3, 0 など

文字は, 1, 0, 3, -, a など

数字(1, 0, 3 など)も文字の一種

浮動小数を扱う double 型

3.14, -1.414, 5, 0, -3 など

（5, 0, -3 などの整数も浮動小数の一種）

ファイルポインタ

ファイル操作に使う変数8

double 型の変数については，

sscanf では「%lf」を，printf , fprintf

では「%f」を,使う決まりになっている

「ビルド」による実行ファイルの生成

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

C++ソースファイル

その他のファイル

ビルド

Microsoft Visual

Studio C++

「ビルド」により実行ファイル等

が生成される

実行ファイル

構文エラーがあると，

「ビルド」時にエラーメッセージが表示される

（実行ファイルは生成されない）

その他，ビルドの結果

として生成されるファイル

「消去（clean）」の操作

その他のファイル

ビルド

Microsoft Visual

Studio C++

「消去（clean）」の操作により，

ビルドの結果が消える

（元のソースファイル等は消えない）

実行ファイル

その他，ビルドの結果

として生成されるファイル

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

C++ソースファイル

「消去（clean）」の操作

「消去（clean）」の操作を行っても，元のソース

ファイルが消えるわけでは無い（ディスク使用量

の節約になる） 11

構文エラーの例

•全角文字

–全角文字はプログラム中の決められた場所にしか

入れてはならない。

•コメント

•文字列（ダブルクォートで囲まれた部分）

•「"」抜け

•「;」忘れ

など

ビルド結果が現れる．「1 正常

終了，0 失敗・・・」ならばビルド

に成功

ビルドが正常終了し，実行ファイルが生成できた

ことを示すメッセージ

構文エラーの例（１）

ここでは，セミコロン「；」を入れるのを

忘れている（人間の目では発見が難しい）

ビルドが失敗したことを示すメッセージ

7行目に構文エラー

構文エラーの例（１）

マウスで「構文エラー」とある行をダブルクリックすると,

エディタのカーソルが動く

エラーの付近にマークが付く

ここでは，セミコロン「；」を入れるのを

忘れている（人間の目では発見が難しい）

構文エラーの例（２）

ここで，「doublr」とあるのはスペルミス

（正しくは，double）

ビルドが失敗したことを示すメッセージ

（ミスは１箇所なのに，エラーは多数）

９行目に「’doublr’：定義されていない識別子です」

データファイル

•プログラムでのファイル操作

–ファイル生成

–ファイル読み出し

–ファイル書き込み

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

「自由落下距離」のプログラムを実行すると

データファイルが生成される

C++ソースファイル

その他のファイル

ビルド

Microsoft Visual

Studio C++

実行ファイル

データファイル

自由落下距離のプログラムを実行すると，

データファイル data.csv が生成される

データファイルに関係

している部分

例題１.自由落下距離

•「自由落下距離」のプログラムについ

て，実行順を確認するとともに，変数

の値の変化を観察する

–Microsoft Visual Studio C++ のステップ実

行機能を使用

–前回の授業で作成した「プロジェクト」を

開く

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

前回の授業の例題１

と同じ

#include "stdafx.h"

#include <math.h>

#pragma warning(disable:4996)

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( "d:\\data.csv", "w" );

for( i = 0; i < 20; i++ ) {

x = start_x + ( i * step_x );

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;

printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );

fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );

}

fprintf( stderr, "file d:\\data.csv created\n" );

fclose( fp );

return 0;

}

①

Visual Studio C++ の

ステップ実行で観察した

ステップ実行の順序

→実際に確認しよう

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨ ・・・ 123

⑩ ・・・124

⑪・・・125

⑫ ・・・126

⑬ ・・・127

⑭ ・・・128

129

130

131

132

20回の繰り返し

(i = 0, 1, ... 19)

ビルド後の画面

ビルドが正常終了したことを示

すメッセージ

ビルドの手順：

「ビルド」→「ソリューションのビルド」

ビルドが正常終了しない

ときは，プログラム中の

構文エラーを疑う

「１．正常終了」を確認

実行

を示すマーク

実行ウインドウ

が開く

「F10」キーを押すとステップ実行が

始まる．（マウスカーソルは，

Microsoft Visual Studio C++ 内に入れておく） 23

変数の値を

観察できるさらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く

マークが進む

表示されたメッセージ

「printf( "start_x=" );の実行が

終わったので，メッセージが出る

さらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く 25

変数の値を

観察できる

マークが進む

入力待ち状態

(「fgets( buf, 256, stdin );の実行が

終わったので，実行ウインドウに

おけるキーボードからの入力待ち

状態に入っている）

さらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く（今度は入力待ち状態）

マークが

変化

マークが現れる

読み込んだデータが変数 buf に

入ったことが確認できる

ここでは 0 Enter

実行ウインドウで，「0 Enter」と

すると，ステップ実行が再開する

実行ウインドウで「0 Enter」とすると実

行が続く（0 の部分は数値なら何でも良い） 27

実行手順（通常実行の場合）

•Microsoft Visual Studio C++ で「デバック」

→「デバッグなしで開始」

–すると，新しいウインドウが開く

•新しいウインドウが現れるので， start_x,

step_x の値をキーボードから与える

例えば

start_x = 0

step_x = 0.1

•ウインドウは消えるが，d: ドライブに

data.csv （データファイル）が作成されるの

で，Excel 等で開き確認する 28

実行手順（ステップ実行の場

合）

•Microsoft Visual Studio C++ で

「F10(ファンクションの10)」

→ すると，新しいウインドウが開く

「F10」は，Microsoft Visual Studio C++のウイン

ドウ内にマウスカーソルを入れた状態で押すこと

•「F10」を押すたびに，１ステップずつ実行

が進む

例題２．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

–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 30

#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("負なので計算できません\n");

}

else {

y = sqrt(x);

printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);

}

ch = getchar();

return 0;

}

条件が成り立つ

場合に実行され

る部分

条件式

条件が成り立た

ない場合に実行

される部分

#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("負なので計算できません\n");

}

else {

y = sqrt(x);

printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);

}

ch = getchar();

return 0;

}

変数は３種類使っている

整数を扱う int 型

文字を扱う char 型

整数は, 5, -3, 0 など

文字は, 1, 0, 3, -, a など

数字(1, 0, 3 など)も文字の一種

浮動小数を扱う double 型

3.14, -1.414, 5, 0, -3 など

（5, 0, -3 などの整数も浮動小数の一種）

変数 xはdouble 型なので，

sscanf では「%lf」を，printf

では「%f」を,使う決まりになっている 32

#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("負なので計算できません\n");

}

else {

y = sqrt(x);

printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);

}

ch = getchar();

return 0;

}

実行順

(x<0) の場合

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

⑪33

#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("負なので計算できません\n");

}

else {

y = sqrt(x);

printf("sqrt(%f)=%f\n", x, y);

}

ch = getchar();

return 0;

}

実行順

(x≧0) の場合

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

⑪34

平方根の計算

マークが「if ( x < 0 ) {」に来たときに，

「F10」を押すと 35

「y = sqrt(x);」の行にジャンプする 36

条件分岐とは

Yes

ＢＡ

条件式

•「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

if 文と else 文

•「条件式」が成り立てばＡを、成り立たな

ければＢを実行

Yes

ＢＡ

条件式

if ( 条件式 ) {

式;

...；

}

else {

式;

...；

}

Ｂ

Ａ

if 文

•if 文のみを書いて，else 文を書かないこともで

きる

•「ある条件」が成り立つときに限りＡを実行

Yes

No Ａ

条件式

if ( 条件式 ) {

式;

...；

}

Ａ

比較演算

•条件式の中には，ふつう，比較演算を書く

•演算子意味

＜左辺が右辺より小さい

＜＝左辺が右辺以下

＞左辺が右辺より大きい

＞＝左辺が右辺以上

＝＝左辺が右辺と等しい

！＝左辺が右辺と等しくない

比較演算の例

if (age >= 20 ){

printf("You may drink alcoholic beverage. ");

}

else{

printf("You may not drink alcoholic beverage.");

}

「左辺が右辺以上」の意味

字下げとセミコロンを忘れないこと

if ( 条件式 ) {

文;

...；

}

else {

文;

...；

}

if ( 条件式 ) {

文;

...；

}

字下げセミコロン

•セミコロンを忘れる

と

–プログラムは動かな

い

•字下げを忘れると

–プログラムは動くが，

読みづらい

例題３．棒グラフでのステップ

実行

•整数から，その長さだけの棒を表示す

る関数 bar を作る

例） 5 → *****

•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

•ステップ実行（「F10」キー）を行う

注意点

今までのプロジェクトを使ってもよい．

新しいプロジェクトを作成してもよい 43

#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();

return 0;

}

棒グラフ

#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();

return 0;

}

棒グラフ

bar関数

main関数

プログラム実行は

メイン関数から始まる

複数の関数を含む

プログラム

#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();

return 0;

}

変数は２種類使っている

整数を扱う int 型

文字を扱う char 型

整数は, 5, -3, 0 など

文字は, 1, 0, 3, -, a など

数字(1, 0, 3 など)も文字の一種

変数 len はint 型なので，

sscanf では「%d」を使う決まりになっている

ビルド後の画面

ビルドが正常終了したことを示

すメッセージ

ビルドの手順：

「ビルド」→「ソリューションのビルド」

ビルドが正常終了しない

ときは，プログラム中の

構文エラーを疑う

ステップ実行

「F10」キーを押すとステップ実行が

始まる．（マウスカーソルは，

Microsoft Visual Studio C++ 内に入れておく） 48

さらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く

マークが進む

変数の値が変化する

さらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く

実行ウインドウで「5Enter」とすると実

行が続く（5 の部分は整数なら何でも良い） 51

さらに「F10」キーを押すとステップ

実行が続く 52

例題３（ｂ）．棒グラフでのステッ

プイン

•ステップ実行とステップインを行う

–ステップ実行（「F10」キー）

–ステップイン（「F11」キー）

•例題２のプログラムをそのまま使う

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．

このことは，C言語が「手続き型言語」と言われる理由の１つ

#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( "%d", &len );

bar( len );

ch = getchar();

return 0;

}

プログラムの流れ

bar 関数

メイン関数

bar( len );

関数呼び出し

return;

プログラムの実行開始

プログラムの実行終了 * printf, scanf の

呼び出しについては

図では省略 55

関数呼び出し

#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( "%d", &len );

bar( len );

ch = getchar();

return 0;

}

プログラム実行順

①

②

③

⑦

④

⑤

⑥戻り

メイン関数の先頭行

がプログラム実行の始まり

メイン関数内の return

がプログラム実行の終わり

⑧

⑨56

ステップイン機能

マークが「bar( len );」の行に来たときに

F11 キーを押して，ステップイン機能を使う

ステップイン機能

マークが bar 関数の内部に移る

（後は，「F10」キーでステップ実行を続ける）

補足説明事項

ブレークポイント

•Microsoft Visual Studio C++ のブレーク

ポイント機能を試す

–ブレークポイント

Microsoft Visual Studio.NET

でのブレークポイント設定

ここをクリックして，ブレークポイントの設定

「●」はブレークポイント設定済みの印

ブレークポイントでプログラム実行が中断するので，

実行結果の画面が消えずに残る 61