2 変数と式

2.1 基本事項

• コンピューターは，データを処理--計算--する機械である．そのためには，デー タを記憶することが必要となる．コンピューターのメモリーに記憶する．メモリー の一部に名前をつけ，記憶領域として使うことができる．名前をつけた記憶領域 の一部を変数といい，その名前が変数名である．
• データの種類によって，記憶する方法や必要なメモリーの大きさが異なる．コン ピューターがデータを適切に処理するために，型を指定しなくてはならない．
  • 1文字を取り扱う場合は，文字型のcharを使う．
  • 整数を取り扱う場合は，整数型のintを使う．
  • 実数を取り扱う場合は，倍精度実数型のdoubleを使う．
• 変数を使うためには，おまじないint main(void)の次の中括弧{に引き 続いて，その定義を行わなくてはならない．使いたい変数の型と変数名を指定す る．

  	int main(void){
  	  char a, b, hoge;
  	  int i, j, fuga;
  	  double x, y, foo;
  

  $\vdots$

• キーボードから読み込み込んだデータを変数に代入するためには，型と変数を指 定しなくてはならない．文字型には%c，整数型には%d，実数型には %lfと型の指定をする．変数名の前に&を忘れてはならない．

  	scsnf("%c",&hoge);
  	scanf("%d",&fuga);
  	scanf("%lf",&foo);
   

• 変数に格納されている値を表示するときも，型を指定しなくてはならない．文字 型には%c，整数型には%dをつかう．実数型の場合，%fや %lf，%eが使える．

  	printf("%c",hoge);
  	printf("%d",fuga);
  	printf("%f",foo);
   

• 文字型の変数に，文字を代入する場合，シングルクォーテーションで囲む．

  	hoge='A';
  

• コンピューターの内部では，文字は整数のデータとなっている．整数と文字との 対応が決まっているので，整数として表すことができる．その対応が書かれたも のがアスキー(ASCII)コード表である．例えば，文字Aはコンピューター内部 では整数の65として表せる．
• 変数には格納できる値の範囲がある．情報量が有限のため，無限のデータの格納 は不可能である．
  

  表 1: 変数の型と情報量．ビット数が情報量を表している．

  型名	データ型	ビット数	範囲
  文字型	char	8	-128〜127
  整数型	int	32	-2147483648〜2147483647
  実数型	double	64	正負とも約$10^{-308}$〜約$10^{+308}$ 精度約15桁

  
  

2.2 変数の表示と定数

• 浮動小数²は，以下のように表すことが できる．

  	x=0.00000023456;
  	y=2.3456e-7;
  

  いずれも同じ値，数学では $2.3456\times 10^{-7}$を表している．この例の e-7は，$10^{-7}$を表している．非常に大きな数や小さな数を表す場合，ゼ ロを書かなくて済む分，簡単だし間違いが少なくなる．このような表しかたを指 数形式と言う．
• 浮動小数の様々な表示方法について， 学習した．例えば，mu=1.25663706144e-6とする．printfでは次のように 表示される．

  $$\Rightarrow$$ printf("%f\n",mu); 0.000001

  $$\Rightarrow$$ printf("%0.10f\n",mu); 0.0000012566

  $$\Rightarrow$$ printf("%20.10f\n",mu); 0.0000012566

  $$\Rightarrow$$ printf("%e\n",mu); 1.256637e-06

  $$\Rightarrow$$ printf("%0.10e\n",mu); 1.2566370614e-06

  $$\Rightarrow$$ printf("%20.10e\n",mu); 1.2566370614e-06

  
  
  • %fとすると小数形式で値を表示する．%eとすると指数形式で 値を表示する．いずれの場合も小数点以下6桁である．
  • %0.nfあるいは%0.neと表示した場 合,それぞれの形式で小数点以下n桁で表示する．
  • %m.nfあるいは%m. neと表示した場合，全体で少なくともmカラム用意して，小 数点以下n桁で，それぞれの形式で表示する．カラムと言うのは文字が書ける枠 のこと．
• コンピュータープログラムではデータは変数の中に格納される．変数を使うため には，型と変数名を指定--変数の定義--を行わなくてはならない．定義を行う とデータを格納することができるようになる．ただし，変数を定義しただけでは， その中に格納されている値は不定--とんでもない値--である．次のようにすれ ば，変数の定義と初期化--定義と同時に値の格納--ができる．

  	int hoge=123, fuga=456;
  	double foo=3.1415, bar=1.6e-19;
  

• 型修飾子constを付けることにより，定数のように扱うことができる．例え ば，次のように変数の定義を行う．

  	const int hoge=123;
  	const double fuga=9.8765e+43;
  

  このように変数を定義すると，プログラム中で変数hogeやfugaに値の 代入ができなくなる．コンパイラーがエラーメッセージを出す．

2.3 式と型

• 数学と同じようにC言語でも，積や商は和や差の演算よりも優先される．C言語で も数学と同様，括弧によって演算の順序を変えることができる．ただし，C言語の 式の演算で使えるのは小括弧()のみで，中括弧{}や大括弧 []は使えない．
• 数学のイコール($=$)は左辺と右辺が等しい--ということを表している．それに 対して，C言語のイコールは，(1)右辺の式を計算して，(2)左辺の変数に代入する --というコンピューターの動作を表す．このように変数に値を代入するものを代 入演算子と言う．とくに，イコール(=)は単純代入演算子と呼ばれる．
• C言語では，イコールの他に様々な代入演算子が用意されている．表 2に示すようなものがあり，複合代入演算子と呼ばれる．
  

  表 2: 代表的な複合代入演算子．表中のaの値は，演算の結果である．演算の前 のaの値は7，hogeは3とする．いずれも整数型の変数とする．

  複合代入演算子	動作	例	単純代入演算子の記述	aの値
  +=	加算して代入	a+=hoge	a=a+hoge	10
  -=	減算して代入	a-=hoge	a=a-hoge	4
  *=	積算して代入	a*=hoge	a=a*hoge	21
  /=	除算して代入	a/=hoge	a=a/hoge	2
  %=	剰余算して代入	a%=hoge	a=a%hoge	1

  
  
• 代入演算子の右辺の式の計算結果を右辺値，左辺の変数の値は左辺値と言う．
• 整数型(int)と倍精度実数型(double)の両方が含まれる二項演算では，計算 精度の高い方に自動的に型が変換される．
• また，代入演算子の左辺と右辺の型が異なる場合，右辺値は左辺の型に自動的に変換される．
• 変数に格納されている型を強制的に変換したい場合，キャストによる明示的な型 変換--強制型変換--を使う．括弧を付けて型名を指定すると，その右の変数や 式の値が，指定した型に変換できる．例えば，整数(hoge=10)を整数fuga=3 で割って，倍精度実数の値にしたい場合は，

  	a=(double)hoge/fuga;
  	b=hoge/(double)fuga;
  	c=(double)hoge/double(fuga);
  

  のようにする．倍精度実数型の変数a,b,cには，いずれも3.33333$\cdots$が代 入される．

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志