2 配列の応用
2.1 ファイルのデータを配列に格納
配列を応用したプログラムの練習を行う．2003年11月の秋田市の毎日の1時間毎の気温の データファイルがある．それから，日々と11月の最高気温を表示するプログラムを作成す る．気温は，表1のようなになっている．この気温の部分のみがファイル (/tmp/1e/temperature.txt)に書かれており，そのフォーマット(書式)は次の ようになっている． -4pt
- 各行には，その日の1時間毎のデータがある．0時〜23時までの計24個である．
- 行数は30行で，11月1日から11月30日を表している．
- ファイルには，温度のみが書かれている．時刻や日にちは書かれていない．
| 0時 | 1時 | 2時 | 3時 | 4時 | 5時 |  |
23時 | |
| 1日 | 8.4 | 8.0 | 7.3 | 6.5 | 6.0 | 6.1 |  |
10.8 |
| 2日 | 11.4 | 11.6 | 11.3 | 10.8 | 10.4 | 9.5 |  |
15.8 |
| 3日 | 15.9 | 15.8 | 15.2 | 14.9 | 14.5 | 14.3 |  |
15.8 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| 30日 | 13.9 | 13.7 | 13.9 | 13.8 | 13.6 | 14.7 |  |
11.2 |
次のようにすれば，emacsで温度のデータが書かれているファイルの中身を見ることができる．
emacs /tmp/1e/temperature.txt
このファイルの気温を読み込んで，日々とその月の最高温度を表示するプログラムの例を リスト1に示す．ここではi日j時のデータを二次元 配列temp[i][j]に格納している．二次元配列については先週述べたので，ここでは 詳しく説明しない．
ファイルからデータを読み出すプログラムは，まだ学習していない．2年生のはじめに学習する ことになっているが，簡単に述べておく．ファイルからデータを読み出すために は，(1)ファイル情報を格納する変数の用意，(2)ファイルのオープン，(3)データの読み 込み，(4)ファイルのクローズ--という一連の動作を行う．実際には，リスト 1のとおりで，ファイル操作に関する部分を以下に示す．
- 4行目 FILE *fp; ファイルの情報を格納する変数宣言． *fpがファイルの情報を格納する．FILEが型名， fpが変数2 である．fpはfugafugaのようにどんな名前でも良い．しかし，先頭のアスタリ スク(*)は必須である．
- 14行目 fp=fopen("/tmp/1e/temperature.txt","w"); 読み込み 用3にファイルを開いてい る．temperature.txtがファイル名で，その前にはスラッシュを区切りにし てディレクトリー名を書いている．絶対パスでファイルを指定している．w が書き込み用にファイルを開くことを示している．fopen()関数の戻り値は， ファイル情報で，FILE型の変数に代入する．
- 18行目 fscanf(fp, "%lf",&temp[i][j]); ファイ ルからデータを読み込む．ファイルから読み込むfscanf()関数は，キーボー ドからデータを読み込む関数scanf()とそっくりである．読み込むファイルを指定する ファイル情報の変数を最初に書く--ことが異なる．
- 22行目 fclose(fp); ファイルを閉じる．使い終わったファイ ルはと閉じなくてはならない．
1 #include <stdio.h>
2
3 int main(void){
4 FILE *fp;
5 double temp[31][24];
6 double max_day[31];
7 double max_nov;
8 int dates, hours;
9 int i, j;
10
11 dates = 30; // 日数と時間の設定
12 hours = 24;
13
14 fp=fopen("/tmp/1e/temperature.txt","r"); // ファイルをオープン
15
16 for(i=1; i<=dates; i++){ // ファイルからデータを読む
17 for(j=0; j<=hours-1; j++){
18 fscanf(fp, "%lf", &temp[i][j]);
19 }
20 }
21
22 fclose(fp); // ファイルをクローズ
23
24 /* --------------- 最大と最小、平均の計算 --------------------*/
25
26 max_nov = temp[1][0]; // 11月の仮の最高気温 1日の0時
27
28 // ---------- i日のループ -----------------------------
29 for(i=1; i<=dates; i++){ // iは、日にちを表す
30 max_day[i] = temp[i][0]; // i日の仮の最高気温 i日の0時
31
32 // ---------- j時のループ -----------------------------
33 for(j=0; j<=hours-1; j++){ // iは時刻を表す
34
35 if(temp[i][j] > max_day[i]){ // i日の最大気温の探索
36 max_day[i] = temp[i][j];
37 }
38
39 } // ----------j時のループの終わり --------------
40
41 if(max_day[i] > max_nov){ // 11月の最大気温の探索
42 max_nov = max_day[i];
43 }
44
45 } // ----------i日のループの終わり --------------
46
47
48 printf("\n\nTemperature November/2003 at Akita\n");
49 printf("------------------------------------\n");
50 printf(" day\tmax\n");
51 printf("====================================\n");
52
53 for(i=1; i<=dates; i++){
54 printf("%3d\t%5.1lf\n",i, max_day[i]);
55 }
56
57 printf("------------------------------------\n\n");
58
59
60 printf("max(Nov.) = %5.1lf\n", max_nov);
61
62 return 0;
63
64 }
Temperature November/2003 at Akita ------------------------------------ day max ==================================== 1 20.3 2 20.4 3 22.8 4 14.9 5 18.4 : : : : 29 15.7 30 15.1 ------------------------------------ max(Nov.) = 22.8
2.2 配列を関数に渡す
配列を関数に渡す方法を学習する．これはちょっと難しいので概略のみを説明する．本当 は，後で学習するポインターと併せて理解すべき内容である．ここでは，配列のデータを 関数にまたがって受け渡せす方法が分かれば良い．以降，具体例をもって説明する．10人の英語の成績を処理するプログラムを考える．このプログラムは，次のような動作を する． -4pt
- 10人分の英語のテストの点数をキーボードから読み込み，それらを配列 seiseki[0]〜seiseki[9]に格納する．
- 配列に格納されたデータを使って，平均点を計算する．そして，各人の平均点からの差を配列 seiseki[0]〜seiseki[9]に格納する．これは，専用の関数 diff_aveを用いる．この関数の戻り値は平均点を示す．
- 最後に，平均点と各人のその差を表示する．
このプログラムのでは，メイン関数とユーザー定義関数diff_ave()で，同じ配列を 使用している．最初，配列seiseki[]には英語のテストの点数が格納されており，最 後には各人の平均値からの差が格納されている．実引数と仮引数のデータの渡す方法が普 通の変数と配列では異なる． -4pt
- 普通の単純型の変数であれば，実引数と仮引数は全く異なるメモリーに格納され る関数を呼び出したときに，実引数の値が仮引数の変数にコピーされる． そして，関数は仮引数のメモリーを使って処理を行う．
- 引数に配列を使うと，実引数と仮引数では全く同じメモリーが使われる．実引数 と仮引数の名前が異なっても同じめメモリーに格納されているので，実 体は同じである．したがって，呼び出された関数側で配列に格納されい るデータを変化させると，呼出側の配列の値も変わる．
また，仮引数の書き方も変わっている．仮引数の配列はdata[]のようにして，配列
のサイズは不要である．二次元や三次元の仮引数の場合，fuga[][100]や
hoge[][200][300]のように，左端の配列のサイズを書かない．なぜ，このような変なこと
をするか?．これについては，ポインターを学習しないと理解できないので，ここでは説
明しない．
1 #include <stdio.h>
2
3 int diff_ave(int n, int data[]);
4
5 /*==============================================================*/
6 /* main function */
7 /*==============================================================*/
8 int main(void)
9 {
10 int seiseki[10], average, i, n;
11
12 n=10; // 学生数
13
14 for(i=0; i<n; i++){
15 printf("%d番の成績\t", i);
16 scanf("%d",&seiseki[i]);
17 }
18
19 average=diff_ave(n, seiseki); // 関数呼び出し
20
21 printf("平均点 = %d\n", average);
22 printf("平均点との差\n");
23
24 for(i=0; i<10; i++){
25 printf("%d番\t%d点\n", i, seiseki[i]);
26 }
27
28 return 0;
29 }
30
31 /*==============================================================*/
32 /* 平気値とその差の計算 */
33 /*==============================================================*/
34 int diff_ave(int n, int data[])
35 {
36 int i, sum=0, ave;
37
38 for(i=0; i<n; i++){ // 点数の合計の計算
39 sum += data[i];
40 }
41 ave = sum/n; // 平均値の計算
42
43 for(i=0; i<n; i++){ // 平均値との差の計算
44 data[i] = data[i] - ave;
45 }
46
47 return ave;
48 }
ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志 Yamamoto Masashi
平成18年12月22日