第４章　制御構造・１

１　構造化プログラミングとは？

　プログラム作りにある程度のルールを定め、 誰が作っても同じ品質の分かりやすいプログラムになるようにしようという手法。

1-1制御構造の種類

順次
判断 （if else）
他方向分岐 （switch case）
前判定反復 （while）
後判定反復 （do while）
所定回反復 （for）

※基本的には「順次」「選択」「反復」の３種類しかない！

1-2 フローチャートの書き方

図	使い方
	開始、終了 プログラムの開始、終了を表す。
	準備 変数の宣言、初期値の代入を表す。
	処理 通常の文を表す。
	入力 標準入力装置（キーボード）からのデータの入力を表す（scanfなど）。
	出力 標準出力装置（ＣＲＴ）への出力を表す（printfなど）。
	条件分岐 条件による処理の分岐を表す（if文など）。
	反復（loop）の開始、終了 反復処理の開始、終了を表す。回と終了のどちらに条件文を書くかにより、前判定、後判定に分かれる。

1-3 フローチャートとプログラムを書いてみよう

点数を入力し、入力された点数を表示する。

[フローチャート]

[プログラム]

/* 入力された点数を表示する */ #include <stdio.h> main() { int ten; printf("点数 ? "); scanf("%d", &ten); printf("入力された点数 : %d\n", ten); }

２　条件判断（if else文）

　ある条件を満たすか満たさないかにより処理を分ける手法。

2-1 if文

フローチャート	書式
	if (条件式) { 　　文１； }

[解説]

1. ifの後ろの括弧内にある条件式を調べ、もし式が正しければ文１を実行する。
   （条件を満たした時の式の値を真、満たさなかった時の値を偽という）
2. 文１が１行しかない場合、「｛」「｝」を省略して書くことができる。

[例題１]

整数変数tenの値が60未満なら「追試」と表示するプログラム。

/* 追試かどうかを調べるプログラム*/ #include <stdio.h> main() { int ten = 59; if (ten < 60) { printf("追試\n"); } }

６行目のｉｆ文で変数tenの値が60未満かどうか調べ、条件が正しければ「追試」を出力するprintf文が実行される。

2-2 if else文

フローチャート	書式
	if (条件式) { 　　文１； } else { 　　文２； }

[解説]

1. ifの後ろの括弧内にある条件式を調べ、もし式が正しければ文１を、正しくなければ式２を実行する。

[例題２]

整数変数yearの値が20以上なら「成年」、そうでなければ「未成年」と表示するプログラム。

/* 成年かどうかを調べるプログラム*/ #include <stdio.h> main() { int year = 18; if (year >= 20) { printf("成年\n"); } else { printf("未成年\n"); } }

６行目のｉｆ文で変数yearの値が20以上かどうか調べ、条件が正しければ「成年」を出力するprintf文が、正しくなければelse文の後にある「未成年」を出力するprintf文が実行される。

2-3 関係演算子

条件文を記述する際、大小関係などを判断する演算子を関係演算子と呼ぶ。

主な関係演算子

演算子	意味
＞	〜より大きい
＞＝	〜より大きいか、等しい（〜以上）
＜	〜より小さい（〜未満）
＜＝	〜より小さいか、等しい（〜以内）
＝＝	〜と同じ（等しい）
！＝	〜以外（等しくない）

※〜と同じかどうかを調べるのは「＝＝」であり、「＝」ではないことに注意！
（例えば条件文としてa = 10とすると、通常の代入文になってしまい、a == 10の意味にはならない）

2-4 ブロックについて

　文がいくつか集まった論理的なひとかたまりをブロックといい、 「｛」「｝」で囲む。

2-5 if文を使ってみよう

入力された点数を表示する。ただし60点未満の場合、点数の後ろに「追試決定」と表示する。

[フローチャート]

[プログラム]

/* 入力された点数を表示する */ #include <stdio.h> main() { int ten; printf("点数 ? "); scanf("%d", &ten); printf("入力された点数 : %d\n", ten); if (ten < 60) printf("　　追試決定"); printf("\n"); }

練習問題

教科書５０ページ例題６及び練習問題６のフローチャートを書き、プログラムを実行。

2-5 if文のネスト（入れ子）

if文の中にif文を書くことができる。

フローチャート	書式
	if (条件式１) { 　　if (条件式２) { 文１； } else { 文２； } } else { 文３； }

[例題３]

入力した年（西暦）が閏年か普通年かを判定する。判定は次のとおり。

［閏年の求め方］

４で割り切れたら閏年。

ただし、１００で割り切れたら閏年ではない。

ただし、４００で割り切れたら閏年。

［フローチャート］

［プログラム］

/* 閏年判定プログラム */ #include <stdio.h> main() { int year; printf("西暦を入力："); scanf("%d", &year); if (year%4 == 0) { if (year%100 == 0) { if (year%400 == 0) { printf("西暦 %d 年は閏年\n", year); } else { printf("西暦 %d 年は普通年\n", year); } } else { printf("西暦 %d 年は閏年\n", year); } } else { printf("西暦 %d 年は普通年\n", year); } }

３　ループ（繰り返し）処理（while文、for文）

　ある条件を満たしている間、処理を繰り返す手法。

3-1 while文（前判定ループ文）

くり返し回数が決まっていない繰り返しを行うための手法。

フローチャート１	フローチャート２	書式
		while (条件) { 　　文； }

[解説]

1. 条件を満たしている間、｛｝内の処理を繰り返す。
   条件によっては一度も文を実行せずにくり返し文を抜ける場合がある。
2. 文が１行しかない場合、「｛」「｝」を省略して書くことができる。

[例題１]

１から１０までの数値を表示するプログラム。

/* １から１０までの数値を表示 */ #include <stdio.h> main() { int number; number = 1; while (number<=10) { printf("%d\n", number); number++; } }

初期値として、numberに１を入れる。 ７行目のwhile文により、くり返し処理が始まる。 numberが１０以下の場合、処理を繰り返す。（条件） while文の最後でnumberに１を加算する。（この処理が無いと永久ループになる）

練習問題

設問１

教科書５７ページ例題９のフローチャートを書き、プログラムを入力、実行せよ。

設問２

１から１００までの数値で奇数のみを表示するプログラムを作成せよ。
（ヒント）初期値を１、増分を２にセットしてwhile文をまわす。

設問３

教科書５７ページ練習問題９のプログラムを完成させよ。

設問４

２のべき乗（2^1, 2^2, 2^3, ・・・, 2^n）を求めるフローチャートを書き、プログラムを作成せよ。
ただし、計算結果が１０００００を超えたらプログラムを終了すること。

実行結果例

2^1 = 2 2^2 = 4 2^3 = 8 ・ ・

3-2 for文（指定回数ループ文）

くり返し回数があらかじめ決まっているときに使う手法。

フローチャート１	フローチャート２	書式
		for (式１；条件；式２) { 　　文； }

[解説]

1. 条件を満たしている間、｛｝内の処理を繰り返す。
2. 式１は、ループに入る前に一度だけ実行される。通常はくり返し回数を格納する変数（ループ変数）の初期化に使用する。
3. 式２は、｛｝内の文が処理されるたびに実行される。通常はループ変数のカウントアップに使用する。
4. 文が１行しかない場合、「｛」「｝」を省略して書くことができる。

[例題１]

１から１０までの数値を表示するプログラム。

/* １から１０までの数値を表示 */ #include <stdio.h> main() { int number; for (number=1 ; number<=10 ; number++) { printf("%d\n", number); } }

６行目のfor文により繰り返し処理が始まる。 初期値として、numberに１を入れる。（式１） numberが１０以下の場合、処理を繰り返す。（条件） printfが実行されるたびに、numberに１が加算される。（式２）

練習問題

設問１

教科書５４ページ例題８のフローチャートを書き、プログラムを入力、実行せよ。

設問２

while文の練習問題設問２のプログラムを、for文に改造せよ。

設問３

’Ａ’から’Ｚ’までの文字を横に表示するプログラムを作成せよ。

設問４

教科書５５ページ練習問題８のプログラムを完成させよ。

3-3 くり返し文のネスト

while文やfor文も、if文と同じようにネストさせることができる。

フローチャート１	フローチャート２

[例題]

１から１０までの数字と、数字分の＊を表示するプログラム。

［フローチャート］

［プログラム］

/* １から１０までの数値と＊を表示 */ #include <stdio.h> main() { int number, i; for (number=1 ; number<=10 ; number++) { printf("%02d : ", number); for (i=1 ; i<=number ; i++) { printf("*"); } printf("\n"); } }

練習問題

上記例題のプログラムを、while文で作成せよ。

４　複雑な条件式

　条件をいくつか組み合わせた複雑な条件式の書き方を解説する。

4-1 複雑な条件式

例えば得点を入力するプログラムがあるとして、 入力された数値が０以上１００以下かどうかを調べる場合、 数学の書き方では、

０　≦　数値　≦　１００

と書くが、プログラミングの世界では「≦」という記号が存在しないため、

０　＜＝　数値　＜＝　１００

と書く。ところがプログラミングでの条件式はこのような書き方はできないので、 この条件式をプログラムで書くと、今までは、

if (0 <= ten)
    if (ten <= 100)
        printf("入力データは正しい\n");

と書くことしかできなかった。これは、論理演算子を使うと、

if (0 <= ten && ten <= 100)
　　printf("入力データは正しい\n");

と書くことができる。

4-2 論理演算子

いくつかの条件式を組み合わせるものを論理演算子と呼び、次の３種類がある。

演算子	意味	ベン図	書き方
！	否定（NOT） 条件を満たさないものが真 条件を満たすものが偽		!(条件式)
＆＆	かつ（AND） 条件１と条件２を共に満たすものが真 それ以外が偽		条件式１ && 条件式２
｜｜	または（OR） 条件１と条件２のどちらかを満たしていれば真 それ以外が偽		条件式１ || 条件式２

練習問題

1. 教科書５２ページ問４
2. 教科書５２ページ練習問題７
   （ただし、putchar(c)はprintf("%c", c)に置き換える）
3. うるう年判定プログラム（HP第４章２例題３）をｉｆ文１つで判定できるよう作り変える

５　データの終わりとEOF

　入力データに対して何かの処理を行い、 データが終わるまで繰り返すというプログラムを作る方法を解説する。

5-1 考え方

データが終わるまで処理を繰り返すというプログラムを作る場合、 データの終わりを表す値を決め、その値が入力されるまで処理を繰り返せばよい。

例、-9999が入力されるまで処理を繰り返す

フローチャート	プログラム
	scanf("%d", &data); while (data != -9999) { 処理; scanf("%d", &data); }

5-2 EOF

標準入力関数は、＾Z（CTRL+Z）が入力されると、EOFという値を返すように作られている。EOFは「ファイルの終わり」を表し、例えばテキストファイルからデータを読み込んで処理をする場合、データがなくなると入力関数はEOFを返す。
よって、scanf関数の戻り値がEOF以外のときに処理を繰り返すようプログラムを作ればよい。

例、CTRL+Zが入力されるまで処理を繰り返す

プログラム１	プログラム２
int ret; ret = scanf("%d", &data); while (ret != EOF) { 処理; ret = scanf("%d", &data); }	while (scanf("%d", &data) != EOF) { 処理; }

第４章　確認問題

1. 制御構造の３つの基本形は何？
2. 条件判断に使う命令は何？
3. ループ処理に使う命令は何？
4. 条件Ａまたは条件Ｂのいずれかが成り立つという条件文はどう書く？
5. 条件Ａと条件Ｂの両方が成り立つという条件文はどう書く？
6. 入力関数（scanf）を繰り返し使うとき、データが終わったことを教えるには何を入力する？
7. 入力関数（scanf）がデータの終わりを検出したとき、どんな値が返る？
8. 九九の表を出力するプログラムは？

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