C言語で情報オリンピック Day4

int、float型の変数、printf、if文、while、do、forループを勉強しましたね。今日は入力（にゅうりょく）、配列（はいれつ）を勉強します。

まず復習（ふくしゅう）になりますが、printfは標準（ひょうじゅん）出力（しゅつりょく）に文字（もじ）や数（かず）を出力するCの関数（かんすう）です。標準出力は英語でStandard Outputといいます。これはプログラミングの世界では略（りゃく）してstdoutと書きます。標準出力後の反対語は標準入力（にゅうりょく）です。英語ではStandard Inputといいます。略してstdin。入力と出力を合わせて入出力といいます。InputとOuputですね。略してIOといいます。標準というのはなんでしょうか。一般的に、パソコンの場合は、キーボードからの入力は標準入力といい、ディスプレーに出力するのは標準出力といいます。これに対し、ほかにスキャナーやカメラからの入力、３Dプリンターや磁気（じき）テープなどへの出力は標準ではないのでただの入力、出力といいます。

標準入力（ひょうじゅんにゅうりょく）

C言語ではscanf関数を使って標準入力からデータを取得します。

以下のプログラムを見てみましょう。

#include <stdio.h>
int main() {
  int i;
  scanf("%d", &i);
  printf("あなたは %d を入力しましたね！", i);
  return 0;
}

では、このプログラムの作成動画を見てみましょう。のちほど詳しく解説（かいせつ）しますので、わからない部分があってもだいじょうぶです。

プログラムを説明する前にすこし数学の話をします。

ビットとバイト

コンピュータがデータを保存（ほぞん）するのに、メモリやディスクをつかいますが、保存するデータの最小単位はビットとなります。１ビットに保存できるのは０か１、ひとつの数字だけです。いかのようなイメージは４ビットになります。

そして８ビットは１バイトといいます。１バイト＝８ビットですね。１バイトを整数を保存するときに、2の８乗の数を保存することができるので、符号ありなら-128〜+127、符号なしの場合は0〜255を表すことができます。

ビットとバイトの英語はそれぞれbit、byteになります。複数形はbits、bytesです。

２進数（しんすう）と１０進数

この０と１は実（じつ）は２進数といいます。人間は日常生活（にちじょうせいかつ）に１０進数をつかいますが、コンピュータはそこまでかしこくないので、２進数をつかいます。たとえば１０進数の1は２進数だと、10と表示します。１０進数は１０でつぎの位が増えるように、２進数２で次の位が増えます。以下は１０進数と２進数の対応表になります。

１０進数…２進数
0…0
1…1
2…10
3…11
4…100
5…101
6…110
7…111
8…1000
9…1001
10…1010
11…1011
12…1100
13…1101
14…1110
15…1111
... 

２進数⇒１０進数変換

２進数が与えられたら、１０進数はいくつになりますか。桁（けた）ごとに計算すればよいです。最下位は2の０乗１をかけ、後ろから２番めの桁を２の１乗をかけ、うしろから３番目に２の２乗をかけます、・・・

たとえば 1101の２進数は　1✕2^3+1✕2^2+0✕2^1+1✕2^0 = 8+4+0+1=13 になります。上の表からもわかるように、２進数の1000は１０進数の8で、100は４で、1は1ですので、8+4+1ですね。

１０進数⇒２進数変換

10進数を数をひたすら2でわればよいです。

たとえば１０進数の13を２進数に変換しましょう。
13÷2 ＝ 6...1
6÷2 ＝ 3...0
3÷2 = 1...1
1÷2 = 0...1
ですので、余りを逆順にしますと 1101 になります。

コンピュータのなかにこの１と０の組み合わせでいろいろなデータを表（あらわ）します。

データ型（かた）

int というキーワードはデータ型または型といいます。C言語の基本データ型は以下のようなものが存在します。

short　・・・　２バイトの符号つき整数(-2の15乗〜2の15乗-1、つまり-32768〜32767)
int 　　・・・　符号（ふごう）つき整数。２バイトまたは４バイトです。
char 　・・・　１バイトの符号つき整数（-128〜127）、英数字などを記憶できます
unsigned char ・・・ １バイトの符号なし整数（0〜255）
long　 ・・・　４バイトの符号付き整数。（-2の31乗〜2の31乗-1)
unsigned ・・・　２バイトまたは４バイトの符号なし整数（４バイトの場合は0〜2の32乗-1）
unsigned long ・・・　４バイトの符号なし整数
unsigned short ・・・　２バイトの符号なし整数（0〜2の16乗-1）
float ・・・　４バイトの単精度（たんせいど）浮動（ふどう）小数点実数（有効桁７桁）
double ・・・８バイトの倍精度（ばいせいど）浮動小数点実数（有効桁１６桁）
long long ・・・　８バイト符号つき整数（-2の63乗〜2の63乗-1)
unsigned long long ・・・　8バイト符号なし整数（0〜2の64乗-1）

コンパイラによって、int型とunsinged型は２バイト、４バイトと異なります。short、longなら桁数が変わりません。

型変数をつかうときに、かならず有効範囲を意識しましょう。

変数

int i; の行は変数（へんすう）i を宣言（せんげん）します。以下の図のように、変数のことを箱（はこ）と理解してかまいません。ラベルiという箱に、整数を入れることができます。そして宣言というのは、これからこの箱をつかうぞとコンピュータに通知（つうち）します。

変数の宣言に初期（しょき）値を代入することができます。たとえば

int i = 10;

整数型の変数iに10の数字を代入します。

同じ型の変数２つ以上があるばあい、１行に宣言することもできます。
たとえば

int i = 10,  j = 12, k = 14;

i, j, k３つの変数をカンマ(,)で区切って、一行に宣言することができます。

変数を宣言しないと、プログラムでつかうことができません。

標準入力

scanfの行は標準入力から整数を受け取り、変数 i に代入（だいにゅう）します。ここに注意してほしいのは & という符号（ふごう）です。変数 i に入力を代入（だいにゅう）すると理解（りかい）してください。今後の授業で紹介しますが、&iはiがコンピュータ中の場所を意味しています。

標準出力

printf関数に２つのパラメータがあります。１番目はダブルクォートの文字列ですが、これは文字列のフォーマットといいます。このフォーマットの中に%d（整数）のような特殊なパラメータがあります。２番めのパラメータはこの%dに対応した変数になります。

Day4まとめ

型
ビット
バイト
変数
入力
出力