第 3 回文字列

本日の内容

3-1. 前回の演習の復習
3-2. 文字列
3-3. 文字コード
3-4. 演習

このドキュメントは http://edu.net.c.dendai.ac.jp/ 上で公開されています。

3-1. 前回の演習の復習

合計

与えられた配列変数全ての和を求めるには、一つ一つの配列変数の値を足していく必要があります。配列変数 a[i] の値を合計するとし、 goukei という変数を用意したとします。今、 i-1 番目までの合計がこの変数に合計されていたとすると、i 番目の値 a[i] だけこの goukei 変数を増やして上げれば i 番目の値までの合計が求まることになります。つまり goukei = goukei + a[i] とすれば良いことになります(C 言語では goukei += a[i] と書くことができます)。これを i = 0 から配列の終りまでやれば合計が求まることになります。


#include <stdio.h>
main(){
  int a[]={5, 2, 6, 3, 1, -1};
  int i,goukei;
  goukei=0;
  for(i=0;a[i]!=-1;i++){
   goukei += a[i];
  }
  printf("合計 %d\n",goukei);
}

キャスト

整数の値の平均を求めることを考えます。整数の値の合計は整数ですし、個数も整数です。しかし、(平均)=(合計)/(個数)は一般には整数の値ではなく、小数点付きの値が求められます。ところが、 C 言語では、(整数)/(整数) の値は小数点以下を切り捨てた整数になります。従って、次のプログラムでは正しく答が求められないことになります。


#include <stdio.h>
main(){
  int a[]={5, 2, 6, 3, 1, -1};
  int i,goukei,k;
  goukei=0;
  for(i=0;a[i]!=-1;i++){
   goukei += a[i];
   k++
  }
  printf("平均 %f\n",goukei/k);
}

そこで、(整数)/(整数) が整数でないようにします。それには(浮動小数点)/(整数) となるようにすれば良いです。つまり、式において整数型の変数を浮動小数点型に読み替えられれば、目的の計算が出来ます。このように、変数や式の値を別の型に指定することをキャストと呼び、次のように式の前に () で括った型の名前を書きます。


(型)式

上のプログラムの場合、 goukei/k の goukei を float に指定したいので、 (float) goukei/ k と書きます。書き直したプログラムは次のようになります。


#include <stdio.h>
main(){
  int a[]={5, 2, 6, 3, 1, -1};
  int i,goukei,k;
  goukei=0;
  for(i=0;a[i]!=-1;i++){
   goukei += a[i];
   k++
  }
  printf("平均 %f\n",(float) goukei/k);
}

3-2. 文字列

C 言語では文字列は文字の配列として扱います。また、その文字配列の一番最後に番兵として特殊な文字 '\0' という要素を必ず入れます。例えば、 abc という文字列を配列 x[4] に入れる時は、次のようになります。


char x[4]={'a','b','c','\0'};

但し、この {'a','b','c','\0'} は単純に "abc" と書くことができます。従って、次のように宣言することができます。


char x[]="abc";

このように宣言すると x[0]='a', x[1]='b', x[2]='c', x[3]='\0' となります。

一文字を printf で表示するには %c を使いますが、配列変数に入っている文字列全部を出力するには %s を使用します。文字列全部と、それを左から一文字ずつ印刷するには次のようにします。


#include <stdio.h>
main(){
  char x[]="abc";
  int i;
  for(i=0;x[i]!='\0';i++){
    printf("文字列 %s の %d 番目は %c\n",x,i,x[i]);
  }
}

3-3. 文字コード

コンピュータでは文字を取り扱うため、数字を割り当てています。これを文字コードと言います。 C 言語では文字はシングルクォーテーションマーク '' で囲みますが、これはコンピュータの内部処理では囲まれた文字のコードを示しています。実は C 言語には文字と整数の明確な違いはありません。単に文字型は -128 から 127 までの値しか取れないだけです。したがって、文字型の変数に対して、 printf 中で %d により表示すると、文字コードを示す数字が表示されます。


#include <stdio.h>
main(){
  char x[]="abc";
  int i;
  for(i=0;x[i]!='\0';i++){
    printf("文字列 %s の %d 番目は %c で文字コードは %d\n",x,i,x[i],x[i]);
  }
}

C 言語では文字も整数とほぼ同様に扱いますので、加減乗除などの演算も可能です。さらに、文字コードで重要な性質として、現在のコンピュータではアルファベットの文字コードは連続しています (紙カードの時代の文字コードは違いました)。そのため、例えば、'A'+1 は 'B' になります。次のプログラムは実際正常に B を出力します。


#include <stdio.h>
main(){
  printf("%c",'A'+1);
}

従って、'A' と 'a' の文字コードを使うことで大文字小文字変換ができます。例えば 'c' を大文字の'C' に変換することを考えます。 'c' から 'a' までの距離と 'C' から 'A' までの距離は等しいはずです。つまり 'c'-'a'='C'-'A' となるはずです。これを移項すると 'c'-'a'+'A'='C' となります。従って入力が全て小文字の文字列を大文字にして出力するには次のようにすれば良いです。


#include <stdio.h>
main(){
  char x[]="abc";
  int i;
  for(i=0;x[i]!='\0';i++){
    printf("%c",x[i]-'a'+'A');
  }
}

3-4. 演習

char x[]="abc" と宣言されている時、この文字列の長さを出力するプログラムを書きなさい。
char x[]="This is a pin." と宣言されている時、この文字列に含まれる i の数を出力するプログラムを書きなさい。
char x[]="This is a pin." と宣言されている時、この文字列を全て大文字で出力するプログラムを書きなさい (ヒント: 小文字だけを大文字にするようにします)。
二つの文字列 char x[]="abc", y[]="def" があり、 char z[50]; が宣言されてたとします。この時、文字配列 z に文字列 x と y をつなげて一つの文字列を作りなさい。
```
#include <stdio.h>
main(){
  char x[]="abc";
  char y[]="def";
  char z[50];

  /* 文字列をつなげる処理 */
  printf("文字列 %s と %s をつなげると %s になる\n",x,y,z);
}
```

坂本直志 <[email protected]>
東京電機大学工学部情報通信工学科

第 3 回 文字列