制御構造１（選択）

メタボ診断プログラムの開発を通じて， 選択制御（if-else，switch-case）と 型変換について理解しよう．

授業の計画も「教育プログラム」と云いますが... 前回までは本科目の前処理でした． 今回から本処理です．本格的にプログラミングらしくなります．
教科書の該当範囲：第2.3節，第3.2節

基礎知識

制御構造

制御構造とは， 一連の処理の実行順序を操る方法です． 次の３パターンが基本となっています：

アルゴロジックの プログラムの３つの制御構造 にも説明があったよね？
選択制御文
型変換

計算処理ではデータの型の変化に注意が必要となる．

自動変換は便利な場合もあるが，意外な計算結果となってしまう可能性もある． 自動変換には頼らないこと． Ｃ言語のプログラマはデータの型を常に意識すべき．

BMI について

プログラミングとは無関係ですが... BMI（body mass index；ボディマス指数）は， ヒトの肥満度を表す体格指数であり， 次式のように定義されている： 

	BMI ＝ 体重[kg] ÷  身長[m]2

なお，身長の単位は cm ではなく m であることに注意しよう．

日本肥満学会の肥満基準
状態（体型，肥満度）指標（BMI値）
低体重（痩せ型）18.5未満
普通体重18.5以上，25未満
肥満（1度）25以上，30未満
肥満（2度）30以上，35未満
肥満（3度）35以上，40未満
肥満（4度）40以上
とりあえず「BMI = 20 程度が普通体重」と憶えておこう．

本日の作業

タスク１：メタボ診断プログラムの開発

身長・体重の入力から BMI値を計算・表示するプログラム bmi を作成してみよう．

Step 0. 準備する．

まずは，ディレクトリの準備： 

  
$ mkdir p-1113
$ cd p-1113  または  cd !$
今後は説明しなくても大丈夫ですよね？

テンプレートをコピーして， ソースファイル bmi.c の編集を開始： 

$ cp ~/tmpl.c bmi.c
$ gedit bmi.c &
または，gedit 内でテンプレを別名保存して編集開始．
Step 1. BMI値を計算してみる．

とりあえず，BMI値を定義式の通りに計算する基本プログラムを作成してみよう： 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int	cm, kg;		// 身長[cm]，体重[kg] を入れるよ
	double	m, bmi;		// 身長[m]，BMI値 を入れるよ

	printf("BMIによるメタボ診断\n");
	while (1) {
		printf("----\n");
		printf("身長[cm] 体重[kg] > ");
		scanf("%d %d", &cm, &kg);	// 身長・体重の入力

		m = cm/100;			// 身長の単位変換
		bmi = kg/(m*m);			// BMIの計算

		printf("BMI = %.1f\n", bmi);	// BMIの表示
	}
	return (0);
}

コンパイル・実行： 

$ cc bmi.c -o bmi

$ ./bmi
身長[cm] 体重[kg] > 170 60	# まあ，標準的な身長・体重ですね...
BMI = 60.0			# えっ？どんだけー？

身長[cm] 体重[kg] > 190 50	# かなりなヤセ型ですが...
BMI = 50.0			# あれれー？

[Ctrl]+[C]

このソースコードのままだと，BMI 値が明らかに異常... 原因は何か？整数同士の割り算 cm/100 がマズい． 例えば，cm = 170 の場合，cm/100 → 170/100 → 1 であり， m は 1.7 ではなく，1.0 になっている．

これを確かめるには，「m = cm/100;」の次にでも， 新しく行を追加し，「printf("m = %f\n", m);」とかしてみると吉． これは，プログラムの内部状態を調べるための printf デバッグ と云う技ね．
もちろん，原因を特定できたら，このデバッグ行は余計なので，削除をお忘れなく．
あるいは，また後で再確認したくなりそうな場合，削除ではなく， 「//」を付けてコメント化でも OK． しかし，完成時には削除をお忘れなく．
Step 2. 正しく計算してみる．

BMI の計算部分で適切に型変換するようにソースを修正しよう： 

	...
	m = (double)cm / 100.0;	// 整数を実数化してから計算
	...

再度，コンパイル・実行...

...それらしい値が算出された？

Step 3. 体型を診断してみる．

if-else文を利用し，体型診断の機能を追加してみよう： 

...
int main(void)
{
	...
	while (1) {
		...
		printf("BMI = %.1f\n", bmi);

		// 体型診断
		if (bmi < 18.5) {
			printf("低体重（やせ型）\n");
		} else if (bmi < 25.0) {
			printf("普通体重\n");
		} else {
			printf("肥満\n");
		}
	}
	return (0);
}

ソースを変更したら，コンパイル・実行...

...それらしい診断結果が表示された？

条件式の順序に注意しよう． 逆の順序だとどうなるか？ （if ブロックと else if との順序を交換してみよう．）

また，else を付け忘れるとどうなるか？ 色々と実験し，if-else の挙動を理解しよう．

Step 4. 肥満度を診断してみる．

肥満度の階級を算出し， switch-case文によって階級毎にメッセージを変えられるようにしよう： 

...
int main(void)
{
	...
	int	n;	// 肥満度の階級値を入れるよ

	printf("BMIによるメタボ診断\n");
	while (1) {
		...
		if (...) {
			...
		} else if (...) {
			...
		} else {
//			printf("肥満\n");	// ← この行を，↓このように変更・増量
			// 肥満度診断
			n = (int)((bmi - 25.0)/5.0) + 1;	// 肥満度の階級化
			switch (n) {
			case 1: printf("肥満（１度）\n"); break;
			case 2: printf("肥満（２度）\n"); break;
			case 3: printf("肥満（３度）\n"); break;
			default: printf("肥満（４度）\n");
			}
		}
	}
	return (0);
}

...実行結果を確認ね．

また，break を付け忘れるとどうなるか？ 等々，ありがちなミスについて，実験してみては？

なお，このプログラムの動作ならば， switch なんて使わなくても実現できそうですが...： 

		...
		} else {
			n = (int)...
			if (n > 4) n = 4;
			printf("肥満（%d 度）\n", n);
		}
		...

このように短く書けますね．

一方，switch を使えば， 各 case によって異なる診断メッセージを追加できそうですね． 「がんばれ」とか「あきらめるな」とか...

余裕ある人は， 「あと何 kg 減量すれば普通体重ですよ」 （とか逆に「...増量すれば...」） みたいな処理を追加してみては？ （普通体重の BMI値の上限値 25.0 とか 24.9 から 体重の上限値 b を求めてやる． 数式 b = 24.9*m*m; そして，実際の体重との差を求めれば，必要な減量幅となる．）

タスク２：丁半博打プログラムの開発

下記の基本ソースコードを元にして， 丁半博打のプログラム dice.c を完成せよ．

これが本日の課題の重要部分．

要求仕様： ２個のサイコロの目 x，y の合計 z を計算し， z が偶数の場合に「丁」， 奇数の場合に「半」と表示する．

実行例： 

$ ./dice
2，5 の 半 
4，2 の 丁 
6，2 の 丁 
...
[Ctrl]+[C]

dice.c の基本ソースコード：（main.c のコピーを元に作成） 

#include <stdio.h>		// printf(), getchar() に必要
#include <stdlib.h>		// rand() に必要

int main(void)
{
	int	x, y;	// サイコロの出目（1〜6）が入るよ
	int	z;	// 出目の合計が入るよ

	while (1) {
		x = ...;	// 1〜6 の乱数
		y = ...;	// 同上
		printf("%d，%d の ", x, y);

		...		// 合計計算，丁半判定，結果表示，等

		getchar();	// [Enter]キーの入力を待つ
	}
	return (0);
}

ヒント：

上級者向けアドバイス：

本日の課題

レポートを提出せよ．

質問 Q1〜Q3 に回答し，電子メールで提出せよ．