加算・減算と結果の出力 | Programming Place Plus　Ｃ言語編　第２章

このページの概要

以下は目次です。

• 計算
• 加算
• printf関数
• 減算
  • 符号
• 用語を確認
  • 定数、リテラル
  • 演算子
  • オペランド
  • 式
• 長い計算式
• 練習問題
• 参考リンク
• 更新履歴

計算

コンピュータに行わせる仕事として代表的なものは「計算」でしょう。計算を行うプログラムの書き方を知っておかないと、恐らくほとんどのプログラムは書けません。このページでは、まず加算（足し算）と減算（引き算）に限定して進めていきます。また、ここでは整数による計算に限定しておきます（小数を使った計算は少し難易度が高いのです）。

また、計算結果が正常かどうか確認するために、整数を出力する方法も取り上げます。

加算

たとえば「3 + 5」をＣ言語ではどう書くのかというと、こう書きます。

3 + 5

そのままですね。記号の + は半角文字です。

以前説明したように、Ｃ言語では空白文字はほぼ自由に入れたり無くしたりできますから、3+5 のように詰めて書いてもかまいません。しかし、詰めすぎると見やすさを低下させるので、3 + 5 が無難だと思います。

では、3 + 5 の計算結果、つまり 8 を出力するにはどうすればいいでしょうか。

理解しなければならないのは、計算結果は整数の 8 であって、文字列の "8" ではないということです。文字列の "8" なら、puts関数を使って出力できます（puts("8");）。しかし、整数の 8 は puts関数では出力できません（puts(8); は正しくない）。

そこで、整数を出力するには printf関数という別の関数を使います。

printf関数

printf関数を使うと、整数を出力できます。printf関数は非常に万能で、整数でも小数でも文字列でも出力できるのですが、多機能な分だけ、その使い方を理解することが難しくなっています。プログラミングの世界では、多機能であることは必ずしも良いことではありません。「理解が大変」になるため、「間違った使い方をしてしまいやすい」ですし、「実行の際には、いろいろな処理を行う必要があり効率が悪くなりやすい」といった問題があります。ですから、シンプルな puts関数にも良さがあります。

printf関数を使って、3 + 5 の計算結果を出力するには、次のように書きます。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", 3 + 5);
}

実行結果：

8

printf関数を使うときには、まずどんなものを出力したいのかを示す必要があります。それが %d の部分です。%d は整数を出力することをあらわしています。printf関数において、%d のように、データの種類を示すという意味を持った特殊な表記のことを 変換指定子 (conversion specifier) と呼びます。

%d の d は、decimal のことで、10進数という意味です。%d 以外にもいくつもの変換指定子が存在します。

そのあとにある \n は改行することを意味します。puts関数は自動的に改行されましたが、printf関数は \n を指定しないかぎり出力しません。原則としては、１行分の出力をおこなうたびに改行をしておくのが無難です。改行せずに出力を終えると、次回の printf関数や puts関数は、その続きとして出力するため、１行の中に出力内容が混ざってしまいます。

続いて、, で区切って、出力する内容（ここでは 3 + 5）を指定します。3 + 5 の部分は計算されて 8 になります。そして、%d の効果によって、整数の 8 として出力されます。

%d 変換指定子について間違っていけないのは、出力したいデータに応じて変換指定子を使うのだということです。%d 変換指定子がデータを整数だと解釈してくれるということではありません。つまり、printf("%d\n", "8"); のように、文字列としての "8" を指定した場合に、これを整数の 8 だと解釈してくれるというものではありません。

%d や \n を記述する位置にも意味があります。今回は "%d\n" としていますが、この場合、「整数が１つ出力され、その直後で改行をおこなう」という意味です。"\n%d\n" なら、「改行して、整数を１つ出力して、改行する」ですし、"%d\n\n\n" なら「整数を１つ出力して、改行を３回おこなう」という意味になります。

%d や \n 以外の文字を挟んでも構いません。これらの特別な意味を持つ表記以外の文字は、そのまま出力されます。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("3 + 5 = %d\n", 3 + 5);
}

実行結果：

3 + 5 = 8

また、%d を複数記述することで、一度に複数の整数を出力することができます。その場合は、, で区切って、必要な個数だけ整数を並べる必要があります。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d %d %d\n", 3 + 5, 4 + 5 + 6, 20);
}

実行結果：

8 15 20

減算

続いて、減算（引き算）を試してみます。

Ｃ言語では、減算（たとえば、10 - 1）を次のように書きます。

10 - 1

加算と同様、別に特別な記法というわけではありません。やはり - は半角文字です。

実行できるプログラムとして書くと、次のようになります。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", 10 - 1);
}

実行結果：

9

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", 10 - 15);
}

-5

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", -5 - 1);
}

-6

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", +3 - 1);
}

2

用語を確認

ここで、きちんとした用語を確認しておきます。

3 + 5   <-- これは式
3 + 5;  <-- これは文。3 + 5 の部分だけをみれば式

長い計算式

ここまでの例はすべて、〇 + △ や 〇 - △ のように、演算子が１つだけの式でした。演算子を増やして、長い計算式にすることも可能です。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", 4 + 7 - 2 + 3 - 1);
}

実行結果：

11

読みにくい場合には、( ) を付けても構いません。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", (4 + 7) - (2 + 3) - 1);
}

実行結果：

5

今のところ、足し算と引き算だけなので関係ありませんが、( ) には数学と同様、計算の順番を強制する効果もあります。Ｃ言語でも、掛け算と割り算は、足し算や引き算よりも先に計算されます。ちなみに、{} や [] を使うことはできません。