カテゴリー: C言語

[C言語] Cパズルブック 6.1.5-7 単純なポインタと配列 デクリメント

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問6.1.5-7のコードと出力は以下の通りです。

いずれも配列の最後の要素から左に向かって読み込んでいくという内容です。

&a[4] と a + 4が同義であるというのが、私にとって新たな知見でした。まあ基本的に添字を使用しますが、AVRマイコンなどメモリ容量が極端に少ない環境では、添字 iの分だけメモリ消費を減らせるので役立ちそうです。

#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    // 問6.1.5 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく
    for (p = a + 4; p >= a; p--){
        printf("*p = %d a[0] = %d\n", *p, a[0]);
        PR(d, *p);
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.6 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく(添字を使用)
    for (p = a + 4, i = 0; i <= 4; i++){
        printf("*p = %d i = %d\n", *p, i);
        PR(d, p[-i]);
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.7 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく(配列aを使用)
    for (p = a + 4; p >= a; p--){
        printf("*p = %d a[0] = %d\n", *p, a[0]);
        PR(d, a[p - a]);
        NL;
    }

    return 0;
}
*p = 4 a[0] = 0
value = 4	
*p = 3 a[0] = 0
value = 3	
*p = 2 a[0] = 0
value = 2	
*p = 1 a[0] = 0
value = 1	
*p = 0 a[0] = 0
value = 0	

*p = 4 i = 0
value = 4	
*p = 4 i = 1
value = 3	
*p = 4 i = 2
value = 2	
*p = 4 i = 3
value = 1	
*p = 4 i = 4
value = 0	

*p = 4 a[0] = 0
value = 4	
*p = 3 a[0] = 0
value = 3	
*p = 2 a[0] = 0
value = 2	
*p = 1 a[0] = 0
value = 1	
*p = 0 a[0] = 0
value = 0

[C言語] Cパズルブック 6.1.2-4 単純なポインタと配列

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問6.1.2-4のコードおよび出力は以下の通りです。

6.1.4のp++は整数1をインクリメントするのではなく、メモリ番地が1番地増えるという意味になります。

6.1.4でメモリ番地が1増えているのにメモリアドレスは4増えているというところが引っかかったので、LLDBデバッガでメモリ格納状態を確認しました。

intのサイズが4バイトのため、メモリアドレスが4増えているということでした。次行のPRマクロでさらに4増えて、結局1つ飛ばしで配列を読み込むことになります。

パズルのために考えられたような問題ですから実務にはあまり役立ちそうにありません。これ以上深追いしないのが吉でしょう。

#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    // 問6.1.2 メモリアドレスへアクセス
    for (p = &a[0]; p <= &a[4]; p++){
        PR(d, *p);
    }
    NL;

    // 問6.1.3 ポインタを配列先頭にする
    for (p = &a[0], i = 1; i <= 5; i++){
        PR(d, p[i]);
    }
    NL;
    NL;

    // 問6.1.4 偶数を出力
    for (p = a, i = 0; p+i <= a+4; p++, i++){
        printf("p = %x i = %d a = %x\n", p, i, a);
        PR(d, *(p+i));
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.4a 全てを出力
    printf("6.1.4a\n");
    for (p = a, i = 0; p+i <= a+4; i++){
        printf("p = %x i = %d a = %x\n", p, i, a);
        PR(d, *(p+i));
        NL;
    }

    printf("Size of p: %zu bytes\n", sizeof(p));
    printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(int));

    return 0;
}
value = 0	value = 1	value = 2	value = 3	value = 4	
value = 1	value = 2	value = 3	value = 4	value = 0	

p = 482c000 i = 0 a = 482c000
value = 0	
p = 482c004 i = 1 a = 482c000
value = 2	
p = 482c008 i = 2 a = 482c000
value = 4	

6.1.4a
p = 482c000 i = 0 a = 482c000
value = 0	
p = 482c000 i = 1 a = 482c000
value = 1	
p = 482c000 i = 2 a = 482c000
value = 2	
p = 482c000 i = 3 a = 482c000
value = 3	
p = 482c000 i = 4 a = 482c000
value = 4	
Size of p: 8 bytes
Size of int: 4 bytes

[C言語] Cパズルブック 6.1.1 単純なポインタと配列 defs.h

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

第2章から第5章は後回しにしてポインタを扱う第6章に着手します。

まずはマクロをまとめたdefs.hを作成して(教本P37に掲載)、問6.1.1のコードを走らせました。defs.hは現在のclangで使えるよう修正しています。

配列の中身を順次出力するという内容です。

#include <stdio.h>

#define PR(format, value) printf("value = %"#format"\t",value)
// #define PR(format, value) printf("value = %format\t"),(value)) // 1985年の書き方

#define NL putchar('\n') // 改行

#define PRINT1(f, x1) PR(f, x1), NL
#define PRINT2(f, x1, x2) PR(f, x1), PRINT1(f, x2)
#define PRINT3(f, x1, x2, x3) PR(f, x1), PRINT2(f, x2, x3)
#define PRINT4(f, x1, x2, x3, x4) PR(f, x1) PRINT3(f, x2, x3, x4)

// CパズルブックのP37に掲載
#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    for (i = 0; i <= 4; i++){
        PR(d, a[i]);
    }
    NL;

    return 0;
}
value = 0	value = 1	value = 2	value = 3	value = 4

[C言語] Cパズルブック 1.6 演算子の優先順位とその評価

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.6.1-6の解法は以下の通りです。

プログラミングの学習と言うよりも頭のトレーニング的な感じです。

真偽が確定していれば計算機は作業を止めますが、人間の作業や業務においては無駄な真偽評価をすることが多々あります。モチベーションが下がるだけですね。特に日本人はやりがち。

ようやく第1章が終わりました。次の章をどれにするかは興味本位で決めたいです。

#include <stdio.h>
#define PRINT3(x, y, z) printf("x = %d\ty = %d\tz = %d\n", x, y, z)

int main() {
    int x , y, z;

    // 問1.6.1
    x = y = z = 1;
    ++x || ++y && ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // ++x || (++y && ++z)
    // 計算機は左から評価を行う
    // 計算1: ++xによりx = 2となりTRUE
    // 計算2: ||を読込み、すでに左がTRUEなので計算終了
    // よって、x = 2, y = 1, z = 1

    // 問1.6.2
    x = y = z = 1;
    ++x && ++y || ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // (++x && ++y) || ++z
    // 計算1: ++xによりx = 2となりTRUE
    // 計算2: &&を読込み、++yによりy = 2となりTRUE、左はTRUE
    // 計算3: ||を読込み、すでに左がTRUEなので計算終了
    // よって、x = 2, y = 2, z = 1

    // 問1.6.3
    x = y = z = 1;
    ++x && ++y && ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // (++x && ++y) && ++z
    // 計算1: ++xによりx = 2となりTRUE
    // 計算2: &&を読込み、++yによりy = 2となりTRUE、左はTRUE
    // 計算3: &&を読込み、++zによりz = 2となりTRUE、TRUE && TRUE = TRUE 
    // よって、x = 2, y = 2, z = 2

    // 問1.6.4
    x = y = z = -1;
    ++x && ++y || ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // (++x && ++y) || ++z
    // 計算1: ++xによりx = 0となりFALSE 左はFALSE確定のため++yは評価しない
    // 計算2: ||を読込み、左がFALSEなので次に進む
    // 計算3: ++zによりz = 0となりFALSE、FALSE || FALSE = FALSE
    // よって、x = 0, y = -1, z = 0

    // 問1.6.5
    x = y = z = -1;
    ++x || ++y && ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // ++x || (++y && ++z)
    // 計算1: ++xによりx = 0となりFALSE
    // 計算2: ||を読込み、左がFALSEなので次に進む
    // 計算3: ++yによりy = 0となりFALSE、&&を読込み右はFALSE確定のため++Zは評価しない
    // 計算4: FALSE || FALSE = FALSE
    // よって、x = 0, y = 0, z = -1

    // 問1.6.6
    x = y = z = -1;
    ++x && ++y && ++z;
    PRINT3(x, y, z);

    // (++x && ++y) && ++z
    // 計算1: ++xによりx = 0となりFALSE
    // 計算2: &&を読込み、左はFALSEのためFALSE確定。++yは評価しない
    // 計算3: &&を読込み、左はFALSEのためFALSE確定。++zは評価しない
    // 計算4: FALSE && FALSE = FALSE
    // よって、x = 0, y = -1, z = -1

    return 0;
}
x = 2	y = 1	z = 1
x = 2	y = 2	z = 1
x = 2	y = 2	z = 2
x = 0	y = -1	z = 0
x = 0	y = 0	z = -1
x = 0	y = -1	z = -1

[C言語] Cパズルブック 1.5.4-5 関係演算子と条件演算子 3値の比較

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.5.4 -5の解法は以下の通りです。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y, z;

    x = 3; y = z = 4;

    // 問1.5.4
    PRINT((z >= y >= x) ? 1 : 0);

    // PRINT(((z >= y) >= x) ? 1 : 0);
    // 計算1: z >= y
    //       4 >= 4 はTRUE 1
    // 計算2: (z >= y) >= x
    //       1 >= 3 はFALSE
    // 計算3: Lt ? 1 : 0
    //       FALSEは0
    // よって出力は0となる
    // しかし途中で整数がブール値に変わっていて正しい比較になっていない

    // 問1.5.5
    PRINT(z >= y && y >= x);

    // PRINT((z >= y) && (y >= x));
    // 計算1: z >= y
    //       4 >= 4 はTRUE 1
    // 計算2: y >= x
    //       4 >= 3 はTRUE 1
    // 計算3: Lt && Rt
    //       TRUE && TRUEは1
    // よって出力は1となる
    // こちらはブール値の論理ANDを計算する形でありx,y,zの正しい比較になっている

    return 0;
}
0
1

[C言語] Cパズルブック 1.5.3 関係演算子と条件演算子 加算代入演算子 +=

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, MacOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.5.3の解法は以下の通りです。

パズルなので楽しめていますが、実務でそのまま使うのは顰蹙ものでしょうか。せめて括弧で補足したいところです。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y, z;

    x = 3; y = 3; z = 1;
    
    PRINT(z += x < y ? x++ : y++);
    PRINT(y); PRINT(z);

    // PRINT(z += (x < y ? x++ : y++));

    // 計算1: x < y
    //       3 < 3 は　FALSE
    // 計算2: x < y ? x++ : y++
    //       FALSEはy++
    //       y++は評価時はまだ加算しないため3のまま
    // 計算3: z += Rt
    //       z = z + Rt = 1 + 3 = 4

    // 計算4: y
    //       y++評価後は1増えるので4になる
    // 計算5: z = 4
    
    // よって出力は4, 4, 4となる

    return 0;
}
4
4
4

[C言語] Cパズルブック 1.5.2 関係演算子と条件演算子 後置インクリメント x++

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, MacOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.5.2の解法は以下の通りです。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y, z;
    
    x = 1; y = 1; z = 1;

    x += y += z;

    PRINT(x < y ? x++ : y++);
    PRINT(x); PRINT(y);

    // x = 3; y = 2; z = 1;
    // 計算1: x < y
    //       3 < 2 は　FALSE
    // 計算2: x < y ? x++ : y++
    //       FALSEはy++
    //       y++は評価時はまだ加算しないため2のまま

    // 計算3: x
    //       x++は評価されなかったので3のまま
    // 計算4: y
    //       y++評価後は1増えるので3になる
    
    // よって出力は2, 3, 3となる

    return 0;
}
2
3
3

[C言語] Cパズルブック 1.5.1 関係演算子と条件演算子 三項演算子 x ? y : z

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, MacOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.5.1の解法は以下の通りです。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y, z;
    
    x = 1; y = 1; z = 1;

    x += y += z;
    PRINT(x < y ? y : x);

    PRINT((x < y) ? y : x);

    // x += (y += z)
    // 計算1: y += z
    //       y = y + z = 2
    // 計算2: x += (y += z)
    //       x = x + Rt = 1 + 2 = 3      

    // (x < y) ? y : x
    // 計算3: x < y
    //       3 < 2 は　FALSE
    // 計算4: (x < y) ? y : x
    //       FALSEはx
    
    // よって出力は3となる

    return 0;
}
3
3

[C言語] Cパズルブック 1.5 関係演算子と条件演算子

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, MacOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

Cパズルブック 1.5のコードおよび出力は以下の通りです。

次回以降で各問解答について詳説します。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y, z;
    
    x = 1; y = 1; z = 1;

    x += y += z;
    PRINT(x < y ? y : x);

    PRINT(x < y ? x++ : y++);
    PRINT(x); PRINT(y);

    PRINT(z += x< y ? x++ : y++);
    PRINT(y); PRINT(z);

    x = 3; y = z = 4;
    PRINT((z >= y >= x) ? 1 : 0);
    PRINT( z >= y && y >= x);

    return 0;
}
3
2
3
3
4
4
4
0
1

[C言語] Cパズルブック 1.4.8-10 ビット演算子 シフト演算子 <<, >>

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, MacOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問1.4.8から1.4.10の解法は以下の通りです。

#include <stdio.h>
#define PRINT(int) printf("%d\n",int)

int main() {
    int x , y;
    
    x = 1; y = -1;

    // 問1.4.8
    x <<= 3;
    PRINT(x);   // 8

    // 計算1: x <<= 3
    // x = 0b00000001
    // <<3 
    // --------------
    //     0b00001000 

    // よって10進数8となる

    // 問1.4.9
    y <<= 3;
    PRINT(y);   // -8

    // 計算1: y <<= 3
    // y = 0b11111111
    // <<3 
    // --------------
    //     0b11111000(負数)
    // 反転 0b00000111 + 1 = 0b00001000 = 10進数8
    // マイナスを付けて-8

    // 問1.4.10
    // y = -8 // 問1.4.9の続き
    y >>= 3;
    PRINT(y);   // -1

    // 計算1: y >>= 3
    // y = 0b11111000
    // >>3 : 2^3 = 8で割るため-1になる
    // 古い計算機では符号を保存しないこともあり、8割る8で1になる場合がある

    // 別解
    // 計算1: y >>= 3
    // y = 0b11111000
    // >>3
    // ---------------
    // y = 0b11111111 3桁右シフトして左桁は1を追加
    // 反転 0b00000000 +1 = 0b00000001 = 10進数1
    // マイナスを付けて10進数-1

    return 0;
}
8
-8
-1