1 配列とファイル処理の復習

1.1 配列

文字や数字等のデータを処理することがコンピューターの仕事と考えることができる。処理すべきデータは、全て、コンピューターのメモリー²に記憶しなくてはならない。それにアクセスするためには、プログラマーはその記憶場所に名前を付けなくてはならない。加えて、C言語の場合³、効率よくデータを扱う⁴ためにデータの型も指定する必要がある。最初に学習した単純型のデータ構造の場合、

	
	int a;
	double x;

のように宣言すると、

aと名付けられた整数型のデータ領域が一つ用意される。
xと名付けられた倍精度実数型のデータ領域が一つ用意される。

となる。このデータ構造では、変数名、たとえばaやwを指定することで、その領域のデータを入出力できる。

単純型のデータ構造の場合、一度に確保できるメモリーの領域は1個なので、大量のデータを扱うのは不向きである。そこで、大量のデータを扱うために、配列というデータ構造が考えられた。

これは、同じ型のデータを任意の個数宣言し、配列名と自然数 ⁵でアクセスすることができ、便利である。配列を使うためには、

	
	int b[10000];
	double y[10000];

のように宣言をする。こうすると、

配列名bの整数型のデータ領域が10000個用意される。用意されるデータ領域は、b[0]～b[9999]である。
配列名yの倍精度実数型のデータ領域が10000個用意される。用意されるデータ領域は、y[0]～y[9999]である。。

となる。このデータ構造では、配列名と添え字(インデックス)、たとえばb[1234]や y[45]を指定することで、その領域から値を入出力できる。

配列型のデータを取り扱う場合、繰り返し文とともに使われることが多い。次の例のようにである。

	for(i=0; i<=9999;i++){
	  y[i]=3.1415*b[i]
	}

添え字が1つのものを一次元配列と言い、それ以上のものを多次元配列と言う。C言語では多次元配列を使う場合、

	
	int hoge_1[100], hoge_2[100][100], hoge_3[100][100][100];
	double huga[10], huge[10][10], hugo[10][10][10];

のように宣言を行う。これらも、配列名と複数の添え字で、そこにあるデータにアクセスする事ができる。3次元以上ももちろん可能である。

当面、変数(データ構造)の宣言は、main関数の最初に書くと憶えて欲しい。 main関数の途中では宣言しない。実際は、他の場所でも宣言できるのであるが、それはより進んだ場面で学習する。

1.2 ファイル操作

コンピューターで大量のデータを操作する場合、ハードディスク上のファイルの取り扱いが必須である。ハードディスク上のファイルを取り扱うプログラムは簡単で、

FILE型の変数、ファイルポインターの用意
ファイルのオープン
ファイルの読み書き
ファイルのクローズ

を記述すれば良い。

1.2.1 ファイル出力

簡単な例として、次の

ファイル名は、"test_out.txt"とする。
そこに、2004と整数を書き込む。

ようなハードディスクにデータを書き込むプログラムを示す。このプログラムは、以下にように書く。

	#include <stdio.h>

	int main(void)
	{
	  FILE *fp_write;

	  fp_write = fopen("test_out.txt","w");
     
	  fprintf(fp_write,"%d", 2004);
     
	  fclose(fp_write);
          
	  return 0;
	}

簡単である。ファイルポインターの宣言とオープンとクローズはおまじないと思えば良い。実際に、ファイルにデータを書き出す部分は、fprintf関数を使う。これは、ディスプレイに出力するprintf関数とほとんど同じである。

1.2.2 ファイル入力

次の例は、ハードディスクからデータを読み込むプログラムである。

読み込むファイルは、1.2.1節で作った"test_out.txt" とする。
ファイルに書かれている整数を書き込み、変数aに格納する。

このプログラムは、以下にように書く。

	#include <stdio.h>

	int main(void)
	{
	  FILE *fp_read;
	  int a;

	  fp_read = fopen("test_out.txt","r");
     
	  fscanf(fp_read,"%d", &a);
     
	  fclose(fp_read);
          
	  return 0;
	}

難しいことは何も無い。おまじなの部分は、データ出力と同じである。ファイルからデータを読み出す部分は、fscanf関数を使う。これは、キーボードから読み込むscanf関数とほとんど同じである。

1.3 エラー処理付きファイルオープン

実用的なプログラムでは、エラー処理は必須である。ファイル操作のプログラムの場合、ファイルが無い等の理由でオープンできない場合がある。このようなときには、エラー処理として

	if((fp_read = fopen("test_out.txt","r"))==NULL){
	  printf("ファイルが開けません\n");
	  return 1;
	}

と書く。この例は、ファイル読み込みの場合であるが、書き込みの場合も同じようにエラー処理を書く。これはファイル処理をする場合のオープンのパターンと憶えておいて欲しい。

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志

Yamamoto Masashi
平成16年11月11日