cp-3. 計算

cp-3. 計算 （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．自由落下距離 四則演算 例題２．三角形の面積 浮動小数の変数，入力文，出力文，代入文 例題３． sin 関数による三角形の面積 ライブラリ関数 2

目標 • プログラムを使って，自分の思い通りの計算がで きるようになる • 四則演算 • ライブラリ関数（三角関数，対数・指数関数など） • 見やすいプログラムを書くために，ブロック単位 での字下げを行う 3

例題１．自由落下距離 • 自由落下距離を求めるプログラムを作る • 地上で物を落とし始めた後の自由落下距離を求める • 重力加速度 g は 9.8 とする • 自由落下距離を求めるために，プログラム中に，計算 式 y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x を書く 4

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#pragma warning(disable:4996)
int main()
{
double x;
double y;
char buf[256];

int i;
double start_x;
double step_x;
FILE* fp;
printf( "start_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &start_x );
printf( "step_x =" );
fgets( buf, 256, stdin );
sscanf_s( buf, "%lf\n", &step_x );
fp = fopen( "z:\\data.csv", "w" );
for( i = 0; i < 20; i++ ) {
x = start_x + ( i * step_x );

自由落下距離の
計算を行っている部分

y = ( 9.8 / 2.0 ) * x * x;
printf( "x= %f, y= %f\n", x, y );
fprintf( fp, "x=, %f, y=, %f\n", x, y );
}
fprintf( stderr, "file created\n" );
fclose( fp );
return 0;
}

5

実行結果例 start_x =0 step_x = 0.1 x= 0.000000, y= 0.000000 x= 0.100000, y= 0.049000 x= 0.200000, y= 0.196000 x= 0.300000, y= 0.441000 x= 0.400000, y= 0.784000 x= 0.500000, y= 1.225000 x= 0.600000, y= 1.764000 x= 0.700000, y= 2.401000 x= 0.800000, y= 3.136000 x= 0.900000, y= 3.969000 x= 1.000000, y= 4.900000 x= 1.100000, y= 5.929000 x= 1.200000, y= 7.056000 x= 1.300000, y= 8.281000 x= 1.400000, y= 9.604000 （以下続く） 6

四則演算のための演算子 •＋ 和 •－差 • * 積 •/ 商 7

例題２．三角形の面積 • 底辺と高さを読み込んで，面積を計算するプログ ラムを作る 例） 底辺が２．５，高さが５のとき， 面積： ６．２５ • 底辺，高さ，面積を扱うために，浮動小数の変数 を３つ使う 8

#include <stdio.h>
#pragma warning(disable:4996)
int main()
{
double teihen;
double takasa;
double menseki;
printf("teihen=");
scanf("%lf", &teihen);
printf("takasa=");
scanf("%lf", &takasa);
menseki = teihen*takasa*0.5;
printf("menseki=%f\n", menseki);
return 0;
}

入力部分
計算部分
出力部分

9

実行結果例 x=2.5 y=5 z = 6.250000 10

プログラム実行順 printf("teihen="); メッセージ「teihen=」を表示 scanf("%lf", &teihen); 浮動小数データを読み込み printf("takasa="); メッセージ「takasa=」を表示 scanf("%lf", &takasa); 浮動小数データを読み込み menseki = teihen * takasa * 0.5; printf("menseki = %f\n", menseki); return 0; 終わり 計算 計算結果を表示 11

プログラムとデータ メモリ teihen ③ takasa menseki = tekhen * takasa * 0.5; 計算 menseki ① scanf("%lf", &teihen); 浮動小数データを読み込み ② ④ scanf("%lf", &takasa); 浮動小数データを読み込み printf("menseki = %f\n", menseki); 計算結果を表示 ３つの変数 12

変数宣言 • 変数は，データを入れるための容器 • 変数宣言とは，変数を使うために，名前と型を書い て，変数の使用をコンピュータに伝えること double teihen; 浮動小数データで，変数名は「teihen」 double takasa; 浮動小数データで，変数名は「takasa」 double menseki; 浮動小数データで，変数名は「menseki」 「double」とは，浮動小数データという 意味． 13

代入文 menseki = teihen*takasa*0.5; • 計算結果（teihen*takasa*0.5）を，変数 menseki に格納する（このことを，代入という） • 「=」は，変数に計算結果等を格納するという意 味．「両辺が等しい」という意味ではない 14

入力，出力とは • 入力 • データの読み込み （読み込まれたデータは変数に格納される） • 出力 • メッセージの表示 • データの表示 （変数に格納されたデータが表示される） 15

入力文 scanf("%lf", &teihen); 書式 & 読み込むべき変数名 • 入力文とは，データを読み込むための文 • 書式と読み込むべき変数名を書く • 書式： 浮動小数データを読み込む場合，書式は 「%lf」 と書くことになっている • 変数名： 変数名の前には「＆」を付けること 16

いろいろな入力 double x; scanf( "%lf\n", &x ); double a; double b; scanf( "%lf\n", &a ); scanf( "%lf\n", &b ); 浮動小数の変数 x への入力 浮動小数の変数 a と b への入力 17

出力文 printf("menseki=%f\n", menseki); 書式 表示すべき変数名 • 出力文とは，データとメッセージを表示するため の文 • 書式と表示すべき変数名を書く • 書式： 浮動小数データを表示する場合，書式は 「%f」 と書くことになっている • 変数名： 変数名の前には「＆」を付けない (scanf と は違う） 18

いろいろな出力 printf( "x= ?" ); printf( "x= %f" ); printf( "y= %f" ); メッセージ 表示 「x= ?」の 「x= 10.0000 y= 20.0000」 のように，メッセージ と変数の中身を並べて 表示 19

￥n 次の行に進め（改行）という指示 printf 文などの中で用いる （例） printf("menseki=%f\n", menseki); 20

浮動小数データの使い方 • 変数宣言： double teihen; double takasa; double menseki; • 書式： %lf － scanf（入力）での書式 %f － printf （出力）での書式 21

例題３．sin 関数による三角形の面積 • 三角形の２辺の長さ a, b とその挟角 thetaを読み 込んで，面積 S を計算するプログラムを作る • 面積を求めるために，sin関数を使う • 円周率π=3.14159 とする 1 S = ab sin  2 22

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#pragma warning(disable:4996)
int main()
{
double a;
double b;
double theta;
double S;
printf("a=");
scanf("%lf", &a);
入力部分
printf("b=");
scanf("%lf", &b);
計算部分
printf("theta=");
scanf("%lf", &theta);
S = 0.5 * a * b * sin( theta * 3.14159 / 180.0 );
printf("S = %f\n ", S );
return 0;
出力部分
23
}

ライブラリ関数 指数，対数，平方根 • • • • exp log sqrt 三角関数 • • • • • • • acos asin atan cos sin tan 指数関数（eを底とする指数ｚの累乗，eのz乗） 対数関数（底をeとする自然対数の計算） 平方根 逆コサイン 逆サイン 逆タンジェント コサイン サイン タンジェント その他 • • • • fabs 絶対値 fmod(x,y) 浮動小数データの剰余 pow(x,y) べき乗（xのy乗） 24

いろいろな計算 y = sin( x ); sin x を計算し，y に格納 y = sqrt( x ); √ x を計算し，y に格納 d = sqrt( ( x * x ) + ( y * y ) ); √ x2 + y2 を計算し，d に格納 25

ライブラリ関数の利用 • 計算に関するライブラリ関数を利用するには， を，プログラムの先頭部分に書くこと #include <math.h> 26

三角関数では「ラジアン」を使う
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#pragma warning(disable:4996)
int main()
「度」から「ラジアン」への変換
{
double degree;
double s;
printf("degree=");
scanf("%lf", &degree);
s = sin( degree * 3.14159 / 180.0 );
printf("sin(%f) = %f\n ", degree, s );
return 0;
}
• 180.0 の「.0」には意味がある（浮動小数での計算を行うべき
であることをコンピュータに教えている）
27

課題１．Heron の公式 • 三角形の３辺の長さ a, b, c を読み込んで，面 積 S を計算するプログラムを作りなさい． • Heronの公式を用いること S = s(s −a)(s −b)(s −c) 但し s =(a +b+c)/ 2 28

課題２．四則演算 • ２つの数を読み込んで，和，差，積，商， 剰余を計算するプログラムを作りなさい 29