3 制御の流れ

3.1 制御文(if-else)

• 正しいあるいは誤りを整数の0と1で表す．正しい場合が整数の1で，誤 りの場合が整数の0である．コンピューターは，なんでもかんでも数字で表 すのである．C言語では特別に，0を誤り，それ以外--大体の場合1-- を正しいとして取り扱う．
• 関係演算子は大小関係や等しいか否かについて，計算を行う．これは四則演算子 (+,-,*,/)と同じ演算子なので，計算結果がある．それは，正しい場合(真) に1，誤り(偽)の場合0 となる．
  • 大小関係を表す演算子は4つ(<,<=,>,>=)ある．それぞれ，数学の記号の$<$，$\leqq$，$>$， $\geqq$に対応する．キーボードに$\leqq$の記号がないので，<=で 代用しているのである．ただし，=<と書いてはならない．
    • 例えば，演算3>5の結果は0となる．なぜならば，この式が示して いる大小関係は誤りだからである．
    • 一方，演算3<5の結果は1となる．なぜならば，この式が示して いる大小関係は正しいからである．
  • 大小関係を示す関係演算子とともに，等しいか否かを表す演算子も重要な 役割を果たす．それには，等しいことを表す==と等しくないことを 表す!=がある．これらは，それぞれ，数学記号の$=$と$\neq$に対応 する．イコールひとつだと代入演算子になるので，イコールをふたつ続け て等しいことを表す演算子として使用している．$\neq$はキーボードに記 号がないので，!=を使っている．
    • 例えば，演算3==5の結果は0となる．なぜならば，この式が示して いる等価関係は誤りであるからである．
    • 一方，演算3!=5の結果は1となる．なぜならば，この式が示して いる等価関係は正しいからである．
• 論理演算子は論理が正しいか否かについて，演算を行う．演算結果は，論理が正 しければ1，誤りであれば0となる．論理演算子には，論理和||と 論理積&&，論理否定!の3つがある．
  • 論理和は，日本語では「または」英語では「or」と表現される．論理和演 算子をはさむ2つの論理のどちらか一方が正しい，あるいは両方が正しい 場合，演算結果が1となる．両方の演算が誤りの場合のみ0とな る．
    • 例えば，演算 9<7 || 5<3 の結果は0となる．なぜなら ば，演算子||の両側の式は誤りであるからである．
    • 次に，演算 9<7 || 3<5 の結果は1となる．なぜなら ば，論理和演算子をはさむ片方の式が正しいからである．
    • 言うまでもないが，演算 7<9 || 3<5 のように，両方の式が 正しい場合も，演算の結果は1となる．
  • 論理積は，日本語では「かつ」英語では「AND」と表現される．論理積演 算子をはさむ2つの論理の両方の演算が正しい場合のみ1とな る．どちらか一方が誤り，あるいは両方が誤りの場合，演算結果が0となる．
    • 例えば，演算 3<5 && 7<9 の結果は1となる．なぜなら ば，演算子||の両側の2つの式は正しいからである．
    • 次に，演算 3<5 || 9<7 の結果は0となる．なぜなら ば，論理和演算子をはさむ片方の式が誤りだからである．
    • 言うまでもないが，演算 5<3 || 9<7 のように，両方の式が 誤り場合も，演算の結果は0となる．
  • 論理否定は，論理を反転させる．英語では，「NOT」と表現される．
    • 例えば，演算!(3<5)の結果は0となる．なぜなら ば，3<5の演算の結果は1，そして否定演算子!でそ れを反転させているので，!(3<5)の演算結果は0となる．
    • 一方，演算 !(5<3) の結果は1となる．なぜなら ば，5<3の演算の結果は0，そして否定演算子!でそ れを反転させているので，!(5<3)の演算結果は1となる．
• これまで，学習してきた演算子には，算術演算子(+,-,*,/,%)と関係演算子 (<,<=,>,>=)，論理演算子(||,&&,!)がある．これらの演算子 (オペレーター)と被演算子(オペランド)³を組み合わせて式ができあがる．数学同様，演算子には優先順位があり， 先に計算する演算子が決まっている．表3の上の演 算子から計算を行う．
  

  表 3: 演算子の優先順位(上のほうが優先順位が高い)

  種類	演算子
  括弧	()
  論理否定	!
  乗除	* /
  加減	+ -
  比較	< <= > >=
  等価	== !=
  論理積	&&
  論理和	||

  
  
• 「もし○○ならば，△△する」という構文--とくに△△の部分が1つの文--は次 のように書く．

  	if(a<=10) printf("aは，10以下です\n");
  

• 「もし○○ならば，△△し，□□し，$\cdots$」のように複数の文を実行する場 合は，次のように書く．

  	if(0<=a && a<=10){
  	  printf("aは，0以上\n");
  	  printf("かつ\n");
  	  printf("aは，10以下です\n");
  	}
  

  
  実行させたい複数の文は，括弧{ }でくくり，ブロック化するのがこつで ある．教科書ではこれを複文と言っている．
• 「もし○○ならば△△し，さもなければ□□する」というように，条件により二者択一の 選択処理は，次のように書く．

  	if(0<=a && a<=10){
  	  printf("aは，0以上\n");
  	  printf("かつ\n");
  	  printf("aは，10以下です\n");
  	}else{
  	  printf("aは，0未満\n");
  	  printf("または\n");
  	  printf("aは，10より大きい\n");	  
  	}
  

3.2 制御文(switchとif-else if-else)

• プログラム中で，「もしa=1ならば○○する，a=2ならば△△する， a=5ならば□□する，さもなければ◎◎する」というような処理をしたい場 合，switchという命令を使う．このように，値により処理が複数に分岐する ことを多分岐と言う．条件の部分が整数(int)，あるいは文字(char)で 表される場合，switchを使う．この構文のフローチャートと書式を図 1に示す．
• 「もし○○ならば $\circledast\circledast$する．さもなければ，もし□□なら ば $\boxtimes\boxtimes$する．さもなければ，もし $\bigtriangleup\bigtriangleup$ならば $\bigtriangledown\bigtriangledown$す る．さもなければ， $\circledcirc\circledcirc$ する．」というよう構文を書き たい場合がある．条件に合致しなければ，次々と条件を変化させる．このような 構文には，if〜else if〜else文を使う．この構文のフローチャートと書式を図 2に示す．

  図 1: switch文を使った構文．多くの選択肢がある場合．

  

  図 2: if〜else if〜elseを使った多分岐

  

3.3 ループ処理(whileとfor，do-while)

何回も実行する繰り返し文(ループ文)についての学習を行った．繰り返し文 に使われるwhileとfor，do-whileの使い方を理解しなくてはなら ない．それぞれの文のプログラムの書き方を図 3〜5に示す．また，表 4にそれぞれの構文の特徴を示す．表に示したよく使う 場面と言うのは大まかな目安である．どれでも同じようにプログラムは可能である．

表 4: それぞれの繰り返し文の特徴．

ループ	判断	よく使う場面
while	ループ処理の前	ループ回数不明，処理の後に判断するとき
for	ループ処理の前	予めループ回数が分かっているとき
do-while	ループ処理の後	判断の前にとりあえず実行するとき

図 3: whileを使ったループ処理の方法

図 4: forを使ったループ処理の方法

図 5: do whileの後判定繰り返し文の方法

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