Cygwinでデバッグ/例題 の履歴(No.5)

• 履歴一覧
• 差分 を表示
• 現在との差分 を表示
• ソース を表示
• Cygwinでデバッグ/例題 へ行く。
  • 1 (2011-12-16 (金) 00:05:46)
  • 2 (2011-12-16 (金) 01:37:26)
  • 3 (2012-07-06 (金) 02:51:40)
  • 4 (2012-07-11 (水) 01:10:00)
  • 5 (2012-10-25 (木) 01:46:38)
  • 6 (2013-11-08 (金) 15:23:05)
  • 7 (2013-11-12 (火) 16:18:47)
  • 8 (2016-11-10 (木) 20:38:04)
  • 9 (2016-11-11 (金) 13:20:50)

Cygwinでデバッグ

例題†

例題を思いつくまま書き連ねてみます。

問†

1. #include <stdio.h>

   の "stdio" の読み方を記せ。
2. 以下のプログラムを読んで、次の問に答えよ。

   #include <stdio.h>
   
   int five_times(int x) {  /* (1) */
       x *= 5;              /* (2) */
       return x;            /* (3) */
   }
   
   int main(void) {
       int x = 5;                      /* (4) */
       int y = 10;                     /* (5) */
       
       printf("%d\n", five_times(x));  /* (6) */
       printf("%d\n", five_times(x));  /* (7) */
       printf("%d\n", five_times(y));  /* (8) */
       printf("%d\n", five_times(y));  /* (9) */
       return 0;
   }

   1. (3) で返される x の変数と同じものは (1)〜(2), (4), (6), (7) のうちどれであるか。
   2. (2) で x の値は５倍になるが、(6) と (7) の表示は同じになるか。
   3. (2) で x の値は５倍になるが、(8) と (9) の表示は同じになるか、それともコンパイルエラーになるか。

問題分割の方法†

底辺 b, 高さ h の三角形を考える。ただし b, h ともに整数で、10≦b≦20, 10≦h≦20 の範囲をとるものとする。この中で、面積が 70 以上 100 以下になるものの数を数えたい。次の指示に従って、プログラムを完成させなさい。

1. 底辺 b, 高さ h の三角形の面積を返す関数 double triangle(int b, int h) を作りなさい。
2. main() 関数で、底辺5, 高さ5 の三角形の面積を、関数 triangle() を用いて計算し、printf() で表示しなさい。正当な値が表示されることも合わせて確認しなさい。
3. main() 関数を作り直して、底辺 10〜20, 高さ 10〜20 の範囲の三角形の面積をすべて表示するようにしなさい。for ループが２重の入れ子になることを期待している。
4. （内側の）ループの中に if 文を追加して、三角形の面積が 70〜100 の場合のみ、表示するように変更しなさい。
5. 数を数えるための変数 int count を main() 関数の中で宣言し、これを利用して三角形の面積が 70〜100 となるものの数を数えなさい。
6. main() 関数の最後で「条件を満たす三角形は x 個あります。」と表示しなさい。
7. ループ内の printf() をコメントにしなさい。消さずにコメントで残しておくのがよい。

• ねらい
  • 複雑な動作をするプログラムを、一気に完成させるのは難しい。
  • 効率よくプログラムを作るには、小さなパーツに分解して、計算結果を表示させるなどして、少しずつ動作を確認しながら完成させるとよい。
  • しかし、どのように問題を分解して、小さなパーツに分ければよいのか、一口に説明するのは難しい。上記のような誘導がひとつの参考になる。
  • 三角形の面積計算を関数に独立させる有難みがわからない人は、a と b の最大公約数が 10〜20 になるような (a, b) の組みの数を求めるプログラムを作ってみるとよい。

位取り†

次のような場合の時刻を表示せよ。時刻は 12:34:56 のような形式（24時間制）で表示するとする。（解答例は hms.c）

1. (例) ある時計台では、７時〜21時の間、毎時0分に時報が鳴る。時報の鳴る時刻を表示せよ。
   • 出力例

      7:00:00
      8:00:00
      9:00:00
     10:00:00
     ...
     20:00:00
     21:00:00

   • プログラム例

     int i;
     for (i=7; i<=21; i++) {
         printf("%2d:00:00\n", i);
     }

2. ある駅では、7時から21時30分まで、30分おきに電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。
   • 出力例

      7:00:00
      7:30:00
      8:00:00
      8:30:00
     ...
     21:00:00
     21:30:00

3. ある駅では、7時から、30分おきに1本ずつ、合計14本の電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。
4. ある駅では、7時から、30分おきに1本ずつ、合計15本の電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。
   • プログラムのヒント（途中まで）

        int i, h=7, m=0, s=0;
     
        for (i=0; i<15; i++) {
            printf("%2d:%02d:%02d\n", h, m, s);
            m = m + 30;
            ...

5. ある駅では、7時から、35分おきに1本ずつ、合計15本の電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。
6. ある駅では、7時から、65分おきに1本ずつ、合計15本の電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。
7. ある駅では、7時から、65分おきに1本ずつ、合計20本の電車が出発する。電車が出発する時刻を表示せよ。

   　

8. 深夜の宿直の交代は 20時から始まって3時間ごとで、翌朝8時まで続く。交代の時刻を表示せよ。
9. 20時から翌朝8時までの宿直の間、50分ごとに冷蔵庫の庫内温度を記録する。記録すべき時刻を出力せよ。
   • 出力例

     20:00:00
     20:50:00
     21:40:00
     ....

10. 20時から翌朝8時までの宿直の間、50分ごとに冷蔵庫の庫内温度を記録する。50分ごとにアラームの鳴る時計を利用したが、精度不良のため、実際には49分51秒ごとに記録していた。記録していた時刻を出力せよ。
    • 出力例

      20:00:00
      20:49:51
      21:39:42
      ....

考察せよ†

次の２つのプログラムの違いを考察せよ。

• (1)

  for (i=0; i<10; i++) {
     printf("接点番号 %d のｘ座標は %d で、ｙ座標は %d です。\n", i, point_x[i], point_y[i]);
  }

  
  

  for (i=0; i<10; i++) {
      printf("接点番号 %d のｘ座標は %d で、ｙ座標は %d です。\n",
             i, point_x[i], point_y[i]);
  }

• (2) （デバッグライト (debug write) として）

  printf("%d\n", i);
  printf("%d\n", a[j]);

  
  

  printf("i=%d\n", i);
  printf("a[%d]=%d\n", j, a[j]);

• (3)

  int a[10];
  int sum = 0;
  ...
  for (i=0; i<=9; i++) {
      sum += a[i];
  }

  
  

  int a[10]
  int sum = 0;
  ...
  for (i=1; i<=10; i++) {
      sum += a[i-1];
  }

• (4)

  int a[10], b[10];
  ...
  for (i=0; i<10; i++) { a[i] = i; }
  for (i=0; i<10; i++) { b[i] = b[i] + a[i]; }

  
  

  int a[10], b[10];
  ...
  for (i=0; i<10; i++) {
      a[i] = i;
      b[i] = b[i] + a[i];
  }

  次の場合について、２つのループを１つに統合できるのか考察せよ。
  1. 今回のケースに限った場合
  2. 一般の場合（いつでも）

間違いを直せ†

• (1)

  #include <stdio.h>
  
  int main(void) {
      int x = 5;
  
      printf("5x^2 + 3x + 1 = %d\n", 5x*x + 3x + 1);
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時に以下のようなエラーが出る。

  $ gcc -Wall hoge.c
  hoge.c:6:37: error: invalid suffix "x" on integer constant
  hoge.c:6:44: error: invalid suffix "x" on integer constant

• (2)

  #include <stdio.h>
  #include <math.h>
  
  int main(void) {
      int x = 5, y = 7;
  
      printf("原点と (%d,%d) の距離は %g です。\n",
             x, y, sqrt(x ^ 2 + y ^ 2));
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時には警告も出ないが、実行結果は以下のようになる。原点からの距離は本当は５よりも大きいことに注意。

  原点と (5,7) の距離は 3.74166 です。

• (3)

  #include <stdio.h>
  
  int main(void) {
      int i, a = 5;
  
      for (i=0; i<10; i++) {
          if (a = i) {
              printf("a=%d と i=%d は等しい\n", a, i);
          }
      }
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時に以下のような警告が出る。

  $ gcc -Wall hoge.c
  hoge.c: In function ‘main’:
  hoge.c:7: warning: suggest parentheses around assignment used as truth value
  (hoge.c:7: 警告: 真偽値として使われる代入のまわりでは、丸括弧の使用をお勧めします)

  そのまま実行すると、次の出力のようになる。

  $ ./a.exe
  a=1 と i=1 は等しい
  a=2 と i=2 は等しい
  a=3 と i=3 は等しい
  a=4 と i=4 は等しい
  a=5 と i=5 は等しい
  a=6 と i=6 は等しい
  a=7 と i=7 は等しい
  a=8 と i=8 は等しい
  a=9 と i=9 は等しい

• (4)

  #include <stdio.h>
  
  int five_times(int x) {
      return x * 5;
  }
  
  int main(void) {
      int y = 3;
  
      printf("%d\n", five_times(int y));  /* 15 が表示されるようにしたい */
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時に以下のようなエラーメッセージが出る。

  $ gcc -Wall hoge.c
  hoge.c: In function 'main':
  hoge.c:10: error: expected expression before 'int'
  hoge.c:8: warning: unused variable 'y'

• (5)

  #include <stdio.h>
  
  int main(void) {
      int i, max, min;
      int a[10];
  
      for (i=0; i<10; i++) {
          printf("%d 個めのデータを入力して下さい >> ", i+1);
          scanf("%d", &a[i]);
      }
  
      for (i=0; i<10; i++) {
          if (min < a[i]) {
              min = a[i];
          }
          if (max > a[i]) {
              max = a[i];
          }
      }
      printf("データの最大値は %d です。\n", min);
      printf("データの最小値は %d です。\n", max);
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時に以下のような警告が出る。

  $ \gcc -Wall -O hoge.c
  hoge.c: In function 'main':
  hoge.c:4: warning: 'min' may be used uninitialized in this function
  hoge.c:4: warning: 'max' may be used uninitialized in this function

  実行例は以下のようになる。

  $ ./a.exe
  1 個めのデータを入力して下さい >> 2     
  2 個めのデータを入力して下さい >> 4
  3 個めのデータを入力して下さい >> 6
  4 個めのデータを入力して下さい >> 8
  5 個めのデータを入力して下さい >> 6
  6 個めのデータを入力して下さい >> 4
  7 個めのデータを入力して下さい >> 2
  8 個めのデータを入力して下さい >> 0
  9 個めのデータを入力して下さい >> -5
  10 個めのデータを入力して下さい >> 10
  データの最大値は 10 です。
  データの最小値は -1074566468 です。

• (6)

  #include <stdio.h>
  
  int main(void)
  {
      int i, sum = 0;
  
      for (i=1; i<=10; i++);
      {
          sum = sum + i;  /* 1〜10 までの和を求める */
      }
      printf("sum = %d\n", sum);
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時には警告もない。実行すると "sum = 11" と表示される。 ヒント：ブロック開始の { を行末に書くと、このような間違いに悩まされずにすむ。

• (7)

  #include <stdio.h>
  
  int main(void) {
      int i, a[10];
  
      for (i=1; i<=10; i++) { a[i] = i * i; }
      for (i=1; i<=10; i++) { a[i] = a[i] + a[i-1]; }
      for (i=1; i<=10; i++) { printf("%d\n", a[i]); }
      return 0;
  }

  ちなみに、コンパイル時にも、実行時にもエラーはでない（こともある）。

• (8)

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <time.h>
  
  int main(void) {
      int i;
  
      for (i=0; i<10; i++) {
          srand(time(NULL));
          printf("%d\n", rand());  /* 毎回異なる値を表示させたい */
      }
      return 0;
  }

  ちなみに、実行すると以下のように同じ値が10回表示される。

  % ./a.exe
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010
  817376010