文字と文字列の処理を理解しよう． さらに，標準ライブラリ関数を利用して， プログラミング言語っぽいものを作ってみよう．
文字データ処理の例として，まずは，アルファベットを表示してみよう： ascii.c
$ cp ~/tmpl.c ascii.c $ vim ascii.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char c;
for (c = 'a'; c <= 'z'; c++) { // 'a', 'b', 'c', ..., 'z'
printf("%3d [%c]\n", c, c); // "番号 [文字]"
}
return (0);
}
実は，コンピュータ内部では， すべての文字は整数（ASCII コード番号）として取り扱われている． 表示の際に文字（画像）として表現しているだけ．
つまり，int型と同様に， char型データも数値計算が可能． 例：'a'+1 → 'b'
文字とは言えども内部的には整数なので，int型と同様に， char型データも整数として表示可能． その文字に割り振られた ASCIIコード番号が表示される．
char型データを文字として表示する．
$ cc ascii.c -o ascii $ ./ascii ...
まずは，慣れ親しんだ方法として， 書式付き入出力 scanf() とprintf() を 文字データの入出力に使ってみよう： cio1.c
$ cp ~/tmpl.c cio1.c $ vim cio1.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char c;
printf("半角英数字を連続入力 > ");
while (1) {
if (scanf("%c", &c) == EOF) break; // １文字ずつの入力と入力終了の判断
printf("[%c]", c); // １文字ずつの出力
}
return (0);
}
文字入力の書式は，scanf() でも "%c"． （printf() の文字出力と同様．）
$ cc cio1.c -o cio1
$ ./cio1
半角英数字を連続入力 > abc de f
[a][b][c][ ][d][e][ ][
][Ctrl]+[D]
$
実行結果は，少々，わかりづらいですが... 文字列（復数の文字の連続）を入出力しているようにも見えるが... あくまでも１文字ずつの入出力の反復を実行している． scanf() のキーボード入力はバッファリング （メモリ内に一時的に蓄積）されるので， １文字タイプ毎の即座に１文字表示される訳ではない． [Enter]キーのタイプでバッファからの読み取り処理が開始される． また，[Enter]キーで改行文字も入力されるし， [Space]キーで空白文字も入力される．
次に，新たな方法として， 書式なし入出力 getchar() と putchar() も 使ってみよう：
$ cp cio1.c cio2.c $ vim cio2.c
...
while (1) {
c = getchar(); // １文字ずつの入力
if (c == EOF) break; // 入力終了の判断
putchar(c); // １文字ずつの出力
}
...
$ cc cio2.c -o cio2 $ ./cio2 ...
実行結果は，書式付き版とほぼ同じ． 表示的には "[" と "]" を省略したが， それ以外での主な違いは，入力の EOF の取り扱い方法だけ．
文字の入出力を文字列版へ改造しよう：
$ cp cio1.c sio.c $ vim sio.c
#include <stdio.h>
#define BUFLEN 10
int main(void)
{
char buf[BUFLEN];
printf("半角英数字を連続入力 > ");
while (1) {
if (scanf("%s", buf) == EOF) break;
printf("[%s]", buf);
}
return (0);
}
文字列の入出力の書式は "%s"．
$ cc sio.c -o sio
$ ./sio
半角英数字を連続入力 > abc de f
[abc][de][f][Ctrl]+[D]
入力された文字列は空白で区切られて 文字配列 buf[] に代入される． なお，空白文字は代入されない．
Ｃ言語の文字列（string）は，文字データの配列によって構成される．
かなり手抜きな合理的な言語仕様となっている．
文字配列の初期化・代入・比較の方法を理解しよう： str.c
$ cp ~/tmpl.c str.c $ vim str.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
// 文字配列の初期化
char s[10] = "abc"; // これは特例としてOK．便利
// char s[10] = {'a', 'b', 'c', '\0'}; // これでも同じだが面倒
printf("初期状態 [%s]\n", s);
// 文字配列への代入（文字配列の書き換え）
// s = "de"; // これは無理．アドレス同士の代入になっている．
// 左辺 s もアドレス（配列の先頭アドレス），右辺 "de" もアドレス．
// 左辺はポインタ変数ではないので代入できない．
s[0] = 'd'; // これはOKだが面倒
s[1] = 'e';
s[2] = '\0'; // 付け忘れそうだし...
printf("代入後 [%s]\n", s);
// 文字列同士の比較
if (s == "de") { // これはNG．アドレスを比較している（内容を比較していない）
printf("BINGO\n");
}
return (0);
}
$ cc str.c -o str $ ./str 初期状態 [abc] 代入後 [de] # まぁ，面倒だったが，代入はできた． # えー，BINGO じゃないの？比較できていない． $
Ｃの文字列は，配列データなので， 単独データ用の演算子（==，=，+，等）は 適用できません． 代わりに，文字列処理用のライブラリ関数を利用します．
代入・比較の標準的な方法：
...
#include <string.h>
...
int main(void)
{
...
// 文字配列への代入（文字配列の書き換え）
strcpy(s, "de"); // 文字列代入関数
printf("代入後 [%s]\n", s);
// 文字列同士の比較
if (strcmp(s, "de") == 0) { // 文字列比較関数...内容が等しいとゼロ
printf("BINGO\n");
}
...
}
初期状態 [abc] 代入後 [de] # 簡単に代入できた． BINGO # 比較もできた．
文字列処理では，配列処理と同様に， バッファオーバランに注意しよう： buf.c
$ cp ~/tmpl.c buf.c $ vim buf.c
#include <stdio.h>
#define BUFLEN 16 // バッファのサイズは16文字分ですが...
int main(void)
{
char buf1[BUFLEN] = "buf1";
char buf2[BUFLEN] = "buf2";
char buf3[BUFLEN] = "buf3";
while (1) {
printf("buf2（15文字以内）> "); // ...15文字分!! １文字分は終端記号に予約
if (scanf("%s", buf2) == EOF) break; // 安全対策なし（何文字でも入力できてしまい，オーバラン）
// if (scanf("%15s", buf2) == EOF) break; // 安全対策（15文字までしか入力させない）
printf("buf1：[%s]\n", buf1);
printf("buf2：[%s]\n", buf2);
printf("buf3：[%s]\n", buf3);
printf("\n");
}
printf("\n");
return (0);
}
$ cc buf.c -o buf $ ./buf buf2（15文字以内）> abcdefg buf1：[buf1] buf2：[abcdefg] # はい，buf2 に代入できた．だから何？ buf3：[buf3] buf2（15文字以内）> ...
ここで，わざと16文字以上の文字列を入力するとどうなる？
また，安全対策を施した場合はどうなる？
文字列処理の応用として， 集計用スクリプト言語Ｋの処理系を創作してみよう． このプログラムでは，数値データの集計作業を ユーザのコマンド入力に従って進めてゆくよ．
まずは終了コマンド exit だけの基本版を用意しよう： k.c
$ cp ~/tmpl.c k.c $ vim k.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define BUFLEN 256 // 文字列バッファのサイズ
#define BUFFMT "%255s" // バッファの入力書式...この方法はイマイチ
/*
もし，BUFLEN の値を変えたら，
BUFFMT の数字も変える必要があります．
要するに二度手間．
*/
int main(void)
{
int total = 0; // 合計
char cmd[BUFLEN]; // コマンドの文字列バッファ
char *fmt = BUFFMT; // 書式文字列...イマイチな方法
/*
char fmt[16]; // 書式文字列...イケてる方法
sprintf(fmt, "%%%ds", BUFLEN-1); // 書式文字列を自動生成する
*/
/*
sprintf() は文字配列への書式付き出力ね．
"%%" は，１文字の文字列 "%" を表わすよ．
"%d" は，数値 BUFLEN-1 の文字列..."255" に置き換わるよ．
"s" は そのまま "s" だよ．
結局，fmt の内容は "%255s" になるね．
バッファサイズ変更の手間は #define BUFLEN の１箇所だけで済むよ．
*/
while (1) {
// コマンドの入力
printf("命令 > ");
if (scanf(fmt, cmd) == EOF) break;
// コマンドの解釈・実行
if (strcmp(cmd, "exit") == 0) break; // exit コマンド
// この辺りに他のコマンドを追加してゆくよ
else { // コマンドが１個だけならこの else は冗長．break 直後なので．
printf("エラー：不明なコマンド：%s\n", cmd);
}
printf("\n");
}
printf("終了．\n\n");
return (0);
}
$ ./k 命令 > exit 終了． $
まだ，データの入力も集計もできません．
前回のファイル処理も採り入れるよ． データファイルから整数列を入力し，合計を求めよう：
...
/*
小計（ファイル内の合計）を計算する関数
引数 *file：入力ファイル名
戻り値：小計
*/
int sum(char *file)
{
FILE *fp = NULL;
int t = 0;
int x;
fp = fopen(file, "r");
if (fp == NULL) {
perror("オープン失敗");
return (0);
}
while (fscanf(fp, "%d", &x) != EOF) {
t += x;
}
printf("小計：%d\n", t);
if (fp != NULL) fclose(fp);
return (t);
}
int main(void)
{
...
char arg[BUFLEN]; // コマンド引数の文字列バッファ
...
while (1) {
...
else if (strcmp(cmd, "sum") == 0) { // sum コマンド
scanf(fmt, arg); // データファイル名の入力
total += sum(arg); // ファイル内の小計を合計
}
else if (strcmp(cmd, "show") == 0) { // show コマンド
printf("合計：%d\n", total); // 現在の合計を表示
}
...
}
...
}
$ cat data.txt # 事前に，適当なデータファイルを用意しておいてね 1 2 3 $ ./k 命令 > show 合計：0 命令 > sum data.txt 小計：6 命令 > show 合計：6 命令 > sum data.txt 小計：6 命令 > show 合計：12 命令 > exit 終了． $
データファイルに対して入力・集計できるようになった．
実用上必要になりそうな機能を追加しよう：
...
// ヘルプを表示する関数
void help()
{
printf("exit\n");
printf("help\n");
printf("reset\n");
printf("show\n");
printf("sum ファイル名\n");
}
...
int main(void)
{
...
while (1) {
...
else if (strcmp(cmd, "reset") == 0) { // reset コマンド
total = 0;
}
else if (strcmp(cmd, "help") == 0) { // help コマンド
help();
}
...
}
...
}
$ ./k 命令 > help exit help reset show sum ファイル名 命令 > sum data.txt 小計：6 命令 > show 合計：6 命令 > reset 命令 > show 合計：0 ...
もし余裕があれば，自由に機能を追加・改良してみよう． 案：
質問 Q1〜Q3 に回答し，電子メールで提出せよ．
メールの送信形式を必ず「テキスト形式 or プレーンテキスト」に変更せよ．