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情報処理 Ⅱ. ２００６年１１月２４日（金）. 本日学ぶこと. ポインタを使ったプログラミング 反復語判定の拡張版 対象語は，コマンドライン引数から獲得 文字列走査 ビットパターン出力 int 型， float 型の値に対して出力 ポインタ値の型変換 コマンドラインオプション. これまでの，補足（１）. for 文を「 for ループ」， while 文を「 while ループ」と呼ぶことがある． ループ = loop = 糸・ひもなどの輪 for 文で計数に使用する変数を「ループカウンタ」という．. これまでの，補足（２）.
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情報処理Ⅱ ２００６年１１月２４日（金）
本日学ぶこと • ポインタを使ったプログラミング • 反復語判定の拡張版 • 対象語は，コマンドライン引数から獲得 • 文字列走査 • ビットパターン出力 • int型，float型の値に対して出力 • ポインタ値の型変換 • コマンドラインオプション
これまでの，補足（１） • for文を「forループ」，while文を「whileループ」と呼ぶことがある． • ループ = loop = 糸・ひもなどの輪 • for文で計数に使用する変数を「ループカウンタ」という．
これまでの，補足（２） • char *p = "abc"; としたとき，「文字列p」と書くことがある． • 文字列が等しいかを比較するときに，演算子 == は使用できない． • char *p = "abc"; char *q = "abc";のとき，p == qは偽（異なるオブジェクトを指し示している）と考える • char p[] = "abc"; char *q = "abc";のとき，p == qは偽（異なるオブジェクトを指し示している） • char p[] = "abc"; char *q = p;のとき，p == qは真（同じオブジェクトを指し示している） • 文字列比較は，ライブラリ関数の strcmpを使用する
反復語判定にコマンドライン引数を • 仕様 • 入力は，コマンドライン引数から獲得する． • コマンドライン引数の各文字列について，反復語（2回以上の繰り返し）になっていれば「Yes」を，そうでなければ「No」を出力する． • 例 • ./iterative2 muumuu MuuMuuMuu MuuM • "muumuu" : Yes • "MuuMuuMuu" : Yes • "MuuM" : No
プログラミングの 前に，ちょっと 検討する習慣を！ 反復語判定：アイディア • 反復語は，先頭何文字か（「部分文字列」とここでは言う）の繰り返しである • ①部分文字列の候補を見つけ，②繰り返しになっているかを確認すればよい． • 例１： m u u m u u m u u m u u • 例２： a a b b a a b b • 部分文字列の性質 • その直後の文字が，先頭の文字と一致する． • 反復語の長さは，部分文字列の長さで割り切れる． • ある語に対して，部分文字列（の候補）は複数あり得る．
反復語判定（部分文字列の候補発見） １文字ずつ見ていく処理を 文字列の「走査(scan)」という • 先頭から１文字ずつ見て，部分文字列の候補を求める． • 部分文字列は p から q - 1 までの文字配列 p q ヌル文字がないので，実は文字列ではない argv[i] 'm' 'u' 'u' 'm' 'u' 'u' '\0'
反復語判定（繰り返しの確認） • 対応する文字を１文字ずつ見て比較する． • r が q まで来たら，文字列の先頭に戻る． • 繰り返しになっていないか，sが文字列の末尾まで来たら終了． p q argv[i] 'm' 'u' 'u' 'm' 'u' 'u' '\0' r s
反復語判定：ポインタ変数の役割 • char *p = argv[i]; • 対象文字列 • char *q; • 部分文字列（の候補）の次の位置を指す． • p から始まり，文字列走査により１ずつ増える． • char *r; • 繰り返し確認用 • p から始まり，反復語であれば，部分文字列を（反復回数-1）回，巡回する • char *s; • 繰り返し確認用 • q から始まり，１ずつ増える．
ビットパターン出力１ • 仕様 • int型の値を，バイト単位で最上位ビットから最下位ビットの順に，２進数で出力する．バイト間には空白文字を置く． • 入力は，プログラム内で指定する． • 例 • 40 ⇒ 00101000 00000000 00000000 00000000 • 応用すれば，任意のアドレスの値を獲得したり，書き換えたりできる．（Cが適度に低水準な理由の一つ！） 40の２進表記 ???
ビットパターン出力１：アイディア • int x = 40; char *p = (char *)&x;とすると，*p, *(p + 1), ..., *(p + sizeof(x) - 1)は，xの「バイトごとの」中身である． • １バイトのビットパターンを求めるプログラムを活用して，バイトごとに出力すればいい！ int x : p p+1 p+2 p+3 char *p : は１バイト はオブジェクト，
p1+1 int *p1 : p3+1 char *p3 : は１バイト ポインタ型のキャストが必要な理由 • int x = 40;としたとき， • int *p1 = &x;としてもうまくいかない． • char *p2 = &x;は，型が合わない． • char *p3 = (char *)&x;とすればうまくいく． int x :
ビットパターン出力２ • 仕様 • int型のほか，float型の値を，バイト単位で最上位ビットから最下位ビットの順に，２進数で出力できるようにする． • 入力は，コマンドラインから指定する．最初の１個の数値のみでよい．数値が指定されなければ，1とする． • 数値の前にオプション（コマンドラインオプション）を指定可能 • -f : float型の値を出力する(float) • -r : バイト単位で逆順に出力する(reverse) • -p : バイトごとにそのアドレスも出力する(pointer) • 「-frp」のように一括指定も可能
ビットパターン出力２（続き） • 実行例 • ./intfloatbit⇒ 00000001 00000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -f 1⇒ 00000000 00000000 10000000 00111111 • ./intfloatbit -f -r 1⇒ 00111111 10000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -pr 1⇒ 0x22eec7:000000000x22eec6:000000000x22eec5:000000000x22eec4:00000001 コマンド名（必ず１つ） コマンドラインオプション（任意個） コマンドパラメータ（任意個） すべて合わせて「実行コマンド」
ビットパターン出力２：構成要素 • コマンドラインオプションの獲得（コマンドライン解析）方法 • intでもfloatでも出力できる方法 • 逆順の出力方法
バイトオーダ • 実行例 • ./intfloatbit 1⇒ 00000001 00000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -r 1⇒ 00000000 00000000 00000000 00000001 • 値が「バイト単位で」メモリにどのように格納されるか（バイトオーダ）は，処理系により異なる． • 最下位バイトから最上位バイトの順に格納していくのを，リトルエンディアンという．演習室のLinux環境も該当する． • 逆に，最上位バイトから最下位バイトの順に格納するのは，ビッグエンディアンという．ネットワークバイトオーダともいう．
この表現形式も，処理系に依存する（Ｃの規格この表現形式も，処理系に依存する（Ｃの規格 ではない）が，多くの処理系で採用されている float型のビットパターンの意味 • ./intfloatbit -fr 1⇒ 00111111 10000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -fr 2⇒ 01000000 00000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -fr 3⇒ 01000000 01000000 00000000 00000000 • ./intfloatbit -fr -3⇒ 11000000 01000000 00000000 00000000 符号(1bit) 0なら正 1なら負 仮数部(23bit) 2進数，小数点以下 1を加えれば，実際の仮数になる 指数部(8bit) 底は2，整数値127を引けば 実際の指数になる．
まとめ • int main(int argc, char *argv[])で，コマンドライン引数（文字列の配列）を獲得できる． • argv[0]はコマンド名，argv[argc]はNULL • 残りの文字列をどう扱うかは，プログラム内で決める • 文字列の走査，バイト単位での処理には，char *型のポインタを活用するとよい． • ポインタ値のキャスト（型変換）により，アドレスを変えることなく，任意のポインタ型に変換できる．
