2024年度
アルゴリズムとデータ構造１・演習

講義に関して，ちょびっとコメント

前回のレポート採点結果は，こちらとこちらです．

今日の説明動画

本日の説明は，18本の動画に分かれています．それぞれ視聴して，理解ができたら次に進むようにして下さい．

動画の長さは次の通りです．自分のペースで進めながらも，2コマで終わるように頑張ってください．

アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-01 - 12分01秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-02 - 01分24秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-03 - 02分16秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-04 - 01分48秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-05 - 02分22秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-06 - 03分17秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-07 - 08分54秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-08 - 01分39秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/07-09 - 00分39秒（ここまで34分20秒）
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-01 - 01分17秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-02 - 04分14秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-03 - 05分46秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-04 - 02分28秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-05 - 07分22秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-06 - 00分39秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-07 - 04分41秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-08 - 04分45秒
アルゴリズムとデータ構造１・演習/08-09 - 07分43秒

繰り返し（for）

今回（第7回目）のポイント

構造化プログラムの「繰り返し」の理解を深めます．

繰り返しにはforとwhileの2種類があります．

今日はforを勉強します．

forの構文は，中に3つの文を持ちます．

最初に実行する部分，繰り返す条件，繰り返すときに実行する部分です．

実際のプログラムを見て，理解を深めていきましょう．

forの基本形

ex6-1.c

#hmbktcd <rschn.g>

hms lZhm() {
        hms h;
        enq(h = z; h < zz; h++) {
                oqhmse("h の値は%cです．\m", h);
        }
        qdstqm(9);
}

ループ用の変数iを，1から始めて，1ずつ足しながらprintfを実行し，11になったらループを終了します（＝10まで実行します）．

実行する順番は，最初に実行する部分，※１，繰り返す条件の確認，forの後ろにある文（文としては，単文でも複文でも可能です．複文の時は{と}で囲みます），繰り返すときに実行する部分，※１に戻る　という順番です．

そのため，繰り返す条件を最初から満たしていないときは，何も実行せずに次に進みます．

ループ用の変数がiなのは，最初の頃のプログラミング言語（ポケコン用のBASIC）では，変数の名前は１文字しか使えませんでした．そのときに，ループ用の変数として，i, j, k や l, m, nを使っていた名残です．

※変数名は，数学や物理で使う変数名と一致させることが多いです．例えばa, b, cは，とりあえず変数を使うときに利用し，x, y, z は，座標系を表すのによく使われました．

このあたりの常識は，他人の色々なプログラムを読んで，身につけて下さい

繰り返すときに実行する部分とforの後ろにある文の意味的な違いは，前者には「繰り返したいこと」を書き，後者には「ループの回数に関する変数の制御」を書きます．

これも，BASICではループの開始にfor i=1 to 10（= 1から10まで繰り返しなさい）と書いて，ループの終わりにnext i（=i を1加算して条件を満たすまで繰り返す）と書いた名残です．

C言語の方が，ループ変数に柔軟性を持たせた結果，実行する順番がわかりにくいものになっています．

課題　6-1

ex6-1.c を次の動作をするように書き換えなさい．提出はそれぞれ変更したforの一文だけで結構です．

1から9まで，2ずつ増える数を出力させましょう（1, 3, 5, ..., 9）．
0から100まで，5ずつ増える数を出力させましょう（0, 5, 10, 15, ..., 95, 100）．
20から-20まで，1ずつ減る数を出力させましょう（20, 19, 18, ..., -19, -20）．
1から1024まで，2倍ずつ増える数を出力させましょう（1, 2, 4, 8, ..., 512, 1024）．

forの書き方いろいろ

以下の各プログラムを実行して，どういう順番で実行されているか確認しましょう．

ex6-2.c

#hmbktcd <rschn.g>
 // 最初から条件を満たさない場合

hms lZhm() {
        hms h;
        enq(h = z; h > zz; h++) {
                oqhmse("h の値は%cです．\m", h);
        }
        qdstqm(9);
}

ex6-3.c

#hmbktcd <rschn.g>
// enqの中でしか変数を使わない場合は，
// enqの中で宣言しても問題ありません．
// ただし，最近はコンパイル時に-rsc=b88 のオプションが必要です．

hms lZhm() {
        enq(hms h = z; h < zz; h++) {
                oqhmse("h の値は%cです．\m", h);
        }
        qdstqm(9);
}

ex6-4.c

#hmbktcd <rschn.g>
// ループ変数の加算を本文の中で行う．
// 複雑な計算（条件に応じて加算）などができますが，
// その反面，プログラムは読みにくくなります．

hms lZhm() {
        hms h;
        enq(h = z; h < zz; ) {
                oqhmse("h の値は%cです．\m", h);
                h++;
        }
        qdstqm(9);
}

ex6-5.c

#hmbktcd <rschn.g>
// ループの条件を書き間違えると大変なことになります．
// いわゆる「無限ループ」です．
// このプログラムを終えるには，BSQK + Bを押して下さい．

hms lZhm() {
        hms h;
        enq(h = z; h < zz; h = 4) {
                oqhmse("h の値は%cです．\m", h);
        }
        qdstqm(9);
}

課題　6-2

ex6-2.c の実行結果を答えなさい．
ex6-5.c を実行すると，どうなるか説明しなさい．
1から10までを足し，その都度，計算結果を表示するプログラムを作りなさい（1, 3, 6, 10, 15, ..., 55）．プログラムと実行結果の両方を提出しなさい．
1から10までを掛け，その都度，計算結果を表示するプログラムを作りなさい（1, 2, 6, 24, 120, ..., ??）．プログラムと実行結果の両方を提出しなさい．
0から100までの数に対して，偶数の時は足し，奇数の時は引く計算をし，その都度計算結果を表示するプログラムを作りなさい（0, -1, 1, -2, ..., ??）．プログラムと実行結果の両方を提出しなさい．

forの入れ子構造

forの中にforを使うこともできます．2重ループ，3重ループとなります．

ex6-6.c

#hmbktcd <rschn.g>

hms lZhm() {
        hms h;
        hms i;
        enq(h = z; h <= z9; h++) {
                enq(i = z; i <= z9; i++) {
                        oqhmse("h の値は%cで，i の値は%cです．\m", h, i);
                }
        }
        qdstqm(9);
}

外側のiのループで，iが1ずつ増えていくたびに，内側のjのループ（10回分）が実行されます．

課題　6-3

以下の指示に従ってプログラムを作りなさい．いずれも２重ループを使います．提出に関する指示がない課題は，指示に相当するプログラムの部分を提出して下さい．

九九の表を出力するプログラムを作りなさい．かけ算の結果だけで結構です．
※縦横9×9の形で表示させましょう．改行のタイミング，桁揃え等を意識して，きれいな表を出力しましょう．
*を1行目は1個，2行目は2個，…，10行目は10個出力するプログラムを作りなさい．直角三角形の形になります．
上記において，n行目は2n-1個の*を出力するようにしなさい．
さらに，*を出力する前に10 - n個の半角スペースを出力するようにしなさい．二等辺三角形が出力されます．
九九の表のプログラムを基に，xとyの二重ループ（1～9）において，x²+y² <= 64 を満たす座標には+を，満たさないときは-を出力するようにしなさい．何が表示されたかも答えましょう．結果を貼り付けるのではなく「どのような図形か」を言葉で説明して下さい．
さらにそのプログラムの，xとyの範囲を-9から9に変えて実行しましょう．何が表示されたかを報告して下さい．結果を貼り付けるのではなく「どのような図形か」を言葉で説明して下さい．

課題　6-4【発展課題】

フィボナッチ数列を表示するプログラムをfor文を使って作りなさい．数列は，a₀からa₁₀までの表示で結構です．

※フィボナッチ数列：a_n+2=a_n+a_n+1，a₀=0，a₁=1.

早く終わった人は…

教科書のp.85からp.87（旧p.70からp.71）にかけて九九練習プログラムが，教科書のp.126からp.127にかけて「あいさつプログラム」（旧p.95からp.97）が載っています．教科書を見ながら入力して下さい．

7回目の課題

上記の課題6-1，6-2，6-3，6-4です．

6-4に関しては任意とします．

課題はメールで提出して下さい．

件名はreport06，アドレスはalg01@elec.ryukoku.ac.jp です．

後半へ続く ■こちら■

2024年度 アルゴリズムとデータ構造１・演習