さまざまなデータ処理プログラムを作りながら， 反復制御（for，while，do-while）について理解しよう．
なお，条件式は if 文と共通．
ソースコード記述方法：
int カウンタ変数; // 反復回数を入れるよ
for (カウンタの初期化; 反復条件; カウント) {
繰り返したい処理
}
例１：カウントアップ（0 から 9 まで数え上げる）
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d\n", i);
}
動作：
例２：カウントダウン（9 から 0 まで数え下げる）
int i;
for (i = 9; i >= 0; i--) {
printf("%d\n", i);
}
ソースコード記述方法：
while (反復条件) {
繰り返したい処理
}
動作：最初に反復条件を計算する． もし成立していたらブロック { } 内を処理し while へ戻る．
特殊な反復条件：
ソースコード記述方法：
do {
繰り返したい処理
} while (反復条件);
動作：最初にブロック { } 内を処理し，その後で反復条件を計算する． もし成立していたら，do へ戻る．
反復回数に応じて，for／while／do-while を使い分けよう：
複数の非負整数データを合計するプログラム total.c を ３種類のループで作り分けてみよう．
まずは，ディレクトリの準備：
$ mkdir c-0524 $ cd c-0524 または cd !$
テンプレートをコピーして， ソースファイル total.c の編集を開始：
$ cp ~/tmpl.c total.c # テンプレートを利用 $ vim total.c # エディタは何でも OK（以下同様）
または，Vim 内でテンプレコピーして編集開始：
$ vim ~/tmpl.c :f total.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int total; // 合計
int x; // データ
int n, i; // データの個数，カウンタ
// データの個数の入力
printf("データの個数 > ");
scanf("%d", &n); // 個数を入力
// データの入力，合計の計算
total = 0; // 合計を初期化
printf("%d 個の非負整数 > ", n);
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &x); // データを入力
total += x; // 合計を加算，total = total + x;
}
// 結果の表示
printf("合計 = %d\n", total);
return (0);
}
$ cc total.c -o total $ ./total データの個数 > 5 5 個の非負整数 > 1 2 3 4 5 合計 = 15
個数の入力が面倒くさいですね． データが何個あるか入力前に数えておく必要があるなんて， 非実用的だろう． このように，for ループだと， 反復回数を最初に決めておかなければならないので仕方がない． 次に，while を使って書き換えてみよう．
...
int main(void)
{
int total;
int x;
/*
int n, i;
// データの個数の入力
printf("データの個数 > ");
scanf("%d", &n);
*/
// データの入力，合計の計算
total = 0;
printf("複数個の非負整数（最後に -1）> ");
x = 0; // 初回の反復条件を成立させるための措置
while (x >= 0) {
scanf("%d", &x);
total += x;
}
total -= x; // 調整（最後の x = -1 は合計すべきデータではない）
// ...本来，このような帳尻合わせはよろしくない
// 結果の表示
...
}
$ cc ... $ ./total 複数個の非負整数 > 1 2 3 4 5 -1 合計 = 15
データ数が多い場合を考えれば， 使い勝手は for 版よりは良くなったよね？
しかし，調整の処理について， 正しく計算するために必要ではあるが，足した値を引いており， 無駄手間となっている． データ入力と合計計算の順序を交換すれば この調整処理は不要となる．改善版：
x = 0;
while (x >= 0) {
total += x;
scanf("%d", &x);
}
// total -= x;
ただし，ループの１回目に，入力するより前に，ゼロを足しており， 不自然かつ非効率だろう．
さらに，この処理手順の場合， 必ず１回以上はループ内の入力 scanf() が実行されるので， do-while の方が適切だ．
...
int main(void)
{
...
// データの入力，合計の計算
printf("複数個の非負整数（最後に -1）> ");
x = 0;
do {
total += x;
scanf("%d", &x);
} while (x >= 0);
// 結果の表示
...
}
...
ソースコード的は while 版とほとんど変わりないが， 入力終了時にブロックの上方向へ戻る必要がなく， 処理手順的には，より効率的だ． しかしまだ，入力前の合計計算という不自然・非効率な処理が残っている．
反復の練習として，掛け算を足し算の反復で計算してみよう．
ソース mul.c：（total.c の Step 1 とほぼ同じ）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int x, y, z; // x * y = z
int i; // カウンタ
printf("非負整数 x, y > "); // 問題を入力
scanf("%d %d", &x, &y);
z = ...; // 積を初期化
// 反復回数は既知なので for文
for (i = 0; i < y; i++) { // y 回繰り返す
z = ...; // x を足す
}
printf("%d * %d = %d\n", x, y, z); // 計算結果を表示
return (0);
}
考え方のヒント：x*y = x + x + x + ... = (((0 + x) + x) + x) + ...
$ cc ... $ ./mul 非負整数 x, y > 12 3 12 * 3 = 36
割り算を引き算の反復で計算してみよう． ついでに剰余（余り）も計算するよ．
ソース div.c：（mul.cと類似）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int x, y, z; // x / y = z
int m; // 剰余 m = x % y
printf("自然数 x, y > "); // 問題を入力
scanf("%d %d", &x, &y);
z = ...; // 商を初期化
m = ...; // 剰余を初期化（x をコピーしておく）
// 反復回数は未知（割り算の結果）だし，ゼロかもしれないので while文
while (m >= y) { // 引き算が非負である限り反復
m = ...; // x から y を引く（実際には m から引く）
z++; // 引き算の回数をカウント
}
printf("%d / %d = %d ... %d", x, y, z, m); // 計算結果を表示
return (0);
}
考え方のヒント：引き算できた回数が計算結果となる．
$ cc ... $ ./div 自然数 x, y > 23 4 23 / 4 = 5 ... 3
総和 Sn = 1 + 2 + 3 + ... + n を求めるプログラム sum.c を作成せよ．
要求仕様：非負整数 n の数値を入力，総和 Sn の数値を表示する．
実行例：
$ ./sum 非負整数 n > 3 総和 Sn = 6 $ ./sum 非負整数 n > 10 総和 Sn = 55
試験の得点データ集合から 最大値と最小値を抽出するプログラム maxmin.c を作成せよ．
要求仕様：ゼロ個以上の整数値 0〜100 を入力， 負の場合に入力を終了． 最大値および最小値を表示する．
実行例：
$ ./maxmin 得点 > 75 得点 > 85 得点 > 40 得点 > -1 最高点 = 85 最低点 = 45
小学生向け教材「九九の計算表」を表示するプログラム 99.c を作成せよ．
実行例：
$ ./99 1の段： 1 2 3 ... 9 2の段： 2 4 6 ... 18 3の段： 3 6 9 ... 27 ... 9の段： 9 18 27 ... 81
質問 Q1〜Q5 に回答し，電子メールで提出せよ．