cp-8. 関数

cp-8. 関数 （C プログラミング入門） URL: https://www.kkaneko.jp/pro/adp/index.html 金子邦彦 1

• https://www.kkaneko.jp/pro/adp/index.html

内容 例題１．棒グラフ 関数とは．プログラム実行順．データの流れ． 引数と仮引数 例題２．月の日数 return 文 例題３．１か月分のカレンダー 例題４．月初めの曜日 例題５．カレンダー 関数の集まりとしてのプログラム 2

仕事の分割 ○○の仕事を 頼む！ △△の仕事を 頼む！ 頼む人 担当者Ａ 担当者Ｂ 3

関数とは 関数Ａ 呼び出し側 関数Ｃ 関数Ｂ 呼び出され側 呼び出され側 プログラムは，しばしば，複数の関 数に「分割」される 4

目標 • １つの main 関数と，その他の複数の関数から 構成されたプログラムを読んで，理解できる能 力を習得する • 複数の関数の間での「情報の受け渡し」につい て理解する 5

例題１．棒グラフ • 整数から，その長さだけの棒を表示する関数を作 る 例） 5 → ***** • 上記で作った関数を使って，「整数を読み込んで， 読み込んだ長さの棒を表示するプログラム」を作 る 6

棒グラフ
#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
bar関数
}
printf("\n");
return;
}
int main()
{
int len;
printf( "len=" );
scanf( "%d", &len );
bar( len );
return 0;
}

main関数

7

棒グラフ 実行結果の例 len=5 ***** 8

関数呼び出しの流れ main 関数 int main() 関数呼び出し bar(len); bar 関数 void bar( int len ) 戻り return; 9

プログラム実行順
#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
void bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
④
printf("*");
bar関数
}
⑤ printf("\n");
⑥ return; 戻り
}
main 関数の先頭行
int main()
がプログラムの始まり
{
int len;
① printf( "len=" );
② scanf( "%d", &len );
main関数
③ bar( len ); 関数呼び出し
⑦ return 0;
main 関数内の return
}
がプログラムの終わり

10

プログラム実行順 bar 関数 void bar( int len ) main 関数 int main() printf( "len=" ); 関数 呼び出し scanf( "%d", &len ); if( i < len ) No bar( len ); return 0; i = 0; Yes printf( "*" ); i++; 戻り printf("\n"); return; 11

プログラム実行順 • 普通，プログラム中の文は逐次的に実行され る • 関数呼び出しでは，関数の先頭に「ジャン プ」する． 関数呼び出しの例） bar( len ); • 関数の中で return 文に出会うと，関数呼び出 しの場所に戻る． 12

main 関数 • プログラムの実行を開始すると，自動的にmain 関数が呼ばれる • プログラムの開始は，main 関数の最初の行から • main 関数内の return 文は，「プログラムの終わり」 を示す • プログラムには，必ず main 関数が書かれていな ければならない 13

関数定義の例
#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
頭部
void bar( int len )
{
型int名前
i; 仮引数
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
bar関数
}
本体
printf("\n");
return;
}
int main()
{
型名前
int len;仮引数（は空）
printf( "len=" );
scanf( "%d", &len );
bar( len );
return 0;
}

頭部

本体

main関数

14

関数定義 • 関数定義とは，関数の実体をプログラムとして 書くこと • 関数には，名前，型，仮引数がある 例） void bar( int len ) int main() 型 名前 関数側から呼び出し側に 返されるデータに関係する 仮引数 呼び出し側から関数側に 渡されるデータに関係する • 仮引数のそれぞれにも，型と名前がある 15

関数でのデータの流れ 関数Ａ 関数呼び出し時に， データ（処理すべき データ）を渡す 呼び出し側 関数からの戻り時に， データ（処理結果の データ）を返す 関数Ｂ 呼び出され側 16

データの流れ main 関数 int main() 関数呼び出し bar(len); ① len の値を， bar 関数に渡す bar 関数 void bar( int len ) 型 仮引数 ②整数を受け取って， 「len」という名前で使う 戻り return; ③main 関数には， 何も返さない 17

データの流れ 値がコピーされる len 5 main 関数内で宣言された len main 関数 int main() 関数呼び出し bar(len); ① len の値を， bar 関数に渡す len 5 仮引数で宣言された len len 5 こちらは使われない main 関数内で宣言された len と，仮引数で宣言された len は 別のもの sum 関数 void bar( int len ) 仮引数 型 ②整数を受け取って， 「len」という名前で使う 戻り return; ③main 関数には， 何も返さない 18

引数と仮引数 • 関数呼び出し側 • カッコの中に書いた変数等の値（引数という）が， 関数に渡される （例） bar( len ); len の値を，bar 関数に渡す（引数） • 呼び出された関数側 • 呼び出された関数は，値を受け取って，名前を付け て使用する（仮引数という） （例） int bar( int len ) 整数を受け取って，「len」 という名前で使う（仮引数） 19

引数と仮引数 • 引数 • 関数などに実際に渡される「データ」のこと • 関数呼出しの（，）内に並べる • 定数や変数や式を書く • 仮引数（パラメータともいう） • 関数定義の（，）中で宣言された変数のこと． （例） void bar(int len)では，変数 len が宣言されている． • 関数は，呼び出された時点において，値を受け取り，当 該関数の仮引数である変数にセットする． • 引数で与えられた値が，仮引数の変数に代入され て情報の受け渡しが行われる． 20

例題２．月の日数 • 年と月から，日数を求める関数を作る • うるう年の２月ならば２９ • 求めた日数は，関数の返り値として，呼び出し側に返 すこと． 例） 2001 年 11 月 → 30 • 上記で作った関数を使って，「年と月を読み込ん で，日数を求めるプログラム」を作る 21

#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
int num_of_day( int y, int m)
{
int num_days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
if ( (m == 2) && (((y % 400) == 0) || (((y % 100) != 0) && ((y % 4) ==
0)))){
return 29;
}
else {
return num_days[m-1];
}
}
int main()
{
int y;
int m;
int n;
printf( "y=" );
scanf( "%d", &y );
printf( "m=" );
scanf( "%d", &m );
n = num_of_day(y, m);
printf( "number of days(%d) = %d\n", m, n );
return 0;
}

22

月の日数 実行結果の例 y=2001 m=11 number of days(11) = 30 23

関数呼び出しの流れ main 関数 int main() 関数呼び出し n = num_of_day(y, m); num_of_day 関数 int num_of_day( int y, int m ) 戻り return 29; うるう年のとき return num_days[m-1]; うるう年 でないとき 24

#include <stdio.h>
プログラム実行順
#pragma warning(disable:4996)
int num_of_day( int y, int m)
{
int num_days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
⑤ if ( ( m == 2 ) && (((y % 400) == 0) || (((y % 100) != 0) && ((y %4) == 0)))){
⑥ return 29;
}
else {
⑥ return num_days[m-1];
}
}
int main()
{
int y;
int m;
int n;
① printf( "y=" );
② scanf( "%d", &y );
③ printf( "m=" );
④ scanf( "%d", &m );
⑦ n = num_of_day(y, m);
⑧ printf( "number of days(%d) = %d\n", m, n );
⑨ return 0;
25
}

プログラム実行順 main 関数 num_of_day 関数 int main() int num_of_day( int y, int m) 関数 呼び出し n = num_of_day(y, m); if( ・・・ ) Yes No return 29; return num_days[m戻り 1]; 26

データの流れ main 関数 int main() 関数呼び出し n = num_of_day(y, m); ① y と m の値を， num_of_day 関数に渡す num_of_day 関数 int num_of_day( int y, int m ) 仮引数 型 ②整数を２つを受け取って， 「y」 と 「m」という名前で使う 戻り うるう年のとき return 29; ③main 関数に，29 を返す うるう年 return num_days[m-1]; でないとき ③main 関数に，num_days[m-1] 27 の値を返す

データの流れ 値がコピーされる y m 2001 11 main 関数 int main() 関数呼び出し n = num_of_day(y, m); ① y と m の値を， num_of_day 関数に渡す y m y m 2001 11 2001 11 num_of_day 関数 int num_of_day( int y, int m ) 型 仮引数 ②整数を２つを受け取って， 「y」 と 「m」という名前で使う 戻り うるう年のとき return 29; ③main 関数に，29 を返す うるう年 return num_days[m-1]; でないとき ③main 関数に，num_days[m-1] 28 の値を返す

関数の中の return 文 • 関数の呼び出しの場所に戻ることを示す • return 文で書いた式の値が，呼び出し側に返される （例）return; return 29; ← 何も返さない ← 29 を返す return num_days[m-1]; ← num_days[m-1] を返す 29

void の意味 • 関数には，型がある • • • • int double void など 但し，void は，「関数が return 文で，何も返さな いこと（値を返さない関数）」 を示す 例） void print_calendar( int num_days, int youbi ) • void で関数定義したら，return の次に式を書 かない（ 「return;」 ）． 30

関数から返された値の使い方 n = num_of_day(y, m); 関数呼び出し num_of_day 関数から返された値が n に入る • 関数は，一種の「式」であって，「値」を持 つ • この「値」が，関数から返された値 31

例題３．１か月分のカレンダー • 日数と曜日から，１か月分のカレンダーを表示す る関数を作る • 日数は，２８，２９，３０，３１ のいずれか • 曜日は，０，１，…，６ のいずれか • 表示される日付は，２桁の幅とし，それぞれの間に１ つの空白を置くこと． 32

#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
void print_calendar( int num_days, int youbi )
{
int i;
int d;
int x;
if ( ( num_days < 28 ) || ( num_days > 31 ) || ( youbi < 0 ) || ( youbi > 6 ) )
{
渡された値がおかしいときは，
return;
何もせずに終わる
}

}

for ( i = 0; i < ( youbi * 3 ); i++ ) {
曜日の分だけ空白を表示
printf( " " );
}
d = 1;
x = youbi;
do {
日付を書く
printf( "%2d ", d );
d++;
if ( x == 6 ) {
printf( "\n" );
土曜日に来たら改行する
x = 0;
}
else {
x++;
}
月末まで書いたら終える
} while ( d <= num_days );
return;

33

前のページからの続き int main() { int num_days; int youbi; printf( "num_days=" ); scanf( "%d", &num_days ); printf( "youbi=" ); scanf( "%d", &youbi ); print_calendar( num_days, youbi ); return 0; } 34

１か月分のカレンダー 実行結果の例 num_days=30 youbi=4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 35

関数呼び出しの流れ main 関数 int main() 関数呼び出し print_calendar(num_days, youbi); num_of_day 関数 void print_calendar( int num_days, int youbi ) 戻り return; 渡された値が おかしいとき return; 36

プログラム実行順 print_calendar 関数 main 関数 void print_calendar( int num_days, int youbi ) int main() 関数 呼び出し if( ・・・ ) Yes No return; print_calendar( num_days, youbi ); １か月分のカレンダーの表示 戻り return; 37

1か月分のカレンダーの表示 「曜日」の分だけ空白を表示 日付を書く 書いた日付は土曜日か？ Ｎｏ Ｙｅｓ 改行する 日付を１足す 日付を０にする 日付が「日数」を超えたか？Ｎｏ Ｙｅｓ 38

例題４．月初めの曜日 • ツエラーの公式を使い，年と月から，月初め の曜日を求める関数を作る • 曜日は，０，１，…，６ のいずれか ０：日曜日 １：月曜日 ２：火曜日 ３：水曜日 ４：木曜日 ５：金曜日 ６：土曜日 39

月初めの曜日
#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
int zeller( int y, int m, int d )
{
if ( ( m == 1 ) || ( m == 2 ) ) {
y = y - 1;
m = m + 12;
}
return (y + (y/4) - (y/100) + (y/400) + ((13 * m + 8 ) / 5) + d) % 7;
}
int first_day( int y, int m )
{
return zeller( y, m, 1 );
}
int main()
{
int y;
int m;
int f;
printf( "y=" );
scanf( "%d", &y );
printf( "m=" );
scanf( "%d", &m );
f = first_day(y, m);
printf( "first days(%d, %d) = %d\n", y, m, f);
return 0;
}

40

例題５．カレンダー • 年と月から，カレンダーを表示するプログラ ムを作る 41

「カレンダー」のプログラムの関数分 割 • 役割ごとに，関数を作る． 1. 本体 2. 月の日数 3. 月初めの曜日 4. １ヶ月分のカレンダー 42

カレンダー 年 月 月の日数 例題２で 作成済み 日数 年 main関数 月 main関数 のみを新規 に作成 曜日 日数 曜日 月初めの 曜日 １か月分の カレンダー 例題４で 作成済み 例題３で 作成済み 43

コメントでおおまかな処理を書く int main() { /* 年と月を読み込む */ /* 年と月から「月の日数」を求める */ /*年と月から「月初めの曜日」を求める */ /* 「月の日数」と「月初めの曜日」からカレンダーを表示す る */ return 0; } 44

コメント • コメントは，プログラムの中に書く注釈のこと． • プログラムの説明や使用上の注意などを書く． • コメントは，プログラム実行では無視される． • コメントの始まりは／＊で，終わりは＊／である．あ るいは／／を使って，１行分のコメントを書くことも ある．コメントは，入れ子にすることができない． • 次のコメントは入れ子になっていて，間違いである． /* n = n + 1; /* n は「空き領域」の先頭を指す */ */ 45

warning(disable:4996) カレンダー#pragma int main() { int y; int m; int nissu; int youbi1; /* 年と月を読み込む */ printf( "y=" ); scanf( "%d", &y ); printf( "m=" ); scanf( "%d", &m ); printf( "日 月 火 水 木 金 土\n" ); /* 年と月から「月の日数」を求める */ nissu = num_of_day(y, m); /*年と月から「月初めの曜日」を求める */ youbi1 = first_day(y, m); /* 「月の日数」と「月初めの曜日」からカレンダーを表示する */ print_calendar( nissu, youbi1 ); return 0; } 46

－関数と変数－ データ 変数 処理手順 関数 プログラム main 関数 ライブラリ関数 （printf, scanf など） ユーザが自分で 定義した関数 47

関数の種類 • main関数 • プログラムは，main 関数を必ず含む • ライブラリ関数 • システムに既に組み込まれた関数 • ユーザが定義した関数 • プログラマが独自の関数を定義可能 48