1. リスト 5.3 のプログラムが動作することを確認してから， カードを 5 枚だけ 1 人に配る（最初の 5 枚だけを一列に表示する）ように， 関数 deal を変更しなさい。 deal の変更は関数本体の変更のみとする。

2. 次の関数定義を先のプログラムの末尾に追加しなさい。

   char *checkPairs(Card *wdeck)
   {
       int i, j;
       static char *result;
   
       result = "";
       for (i = 0; i < 4; i++) {
           for (j = i + 1; j < 5; j++) {
   /***
               printf("i:%d %d %s - j:%d %d %s\n",
                       i, wdeck[i].face, wdeck[i].suit,
                       j, wdeck[j].face, wdeck[j].suit);
   ***/
               if (wdeck[i].face == wdeck[j].face) {
                   result = "PAIR(S)";
               }
           }
       }
   
       return result;
   }
   

3. 関数 main における関数 deal の呼び出し箇所の後ろに，関数 checkPairs の戻り値を表示するコードを追加することにより，配られた 5 枚のカードに同じ数 (face) のものが含まれていれば，PAIR(S) と表示するようにしなさい。

以下は関数 checkPairs 内のコメント ( /*** と ***/ ) を外した場合の実行例である。

実行例 1

       5 of Diamonds
       9 of Hearts  
       2 of Hearts  
       4 of Diamonds
       8 of Diamonds

i:0 5 Diamonds - j:1 9 Hearts
i:0 5 Diamonds - j:2 2 Hearts
i:0 5 Diamonds - j:3 4 Diamonds
i:0 5 Diamonds - j:4 8 Diamonds
i:1 9 Hearts - j:2 2 Hearts
i:1 9 Hearts - j:3 4 Diamonds
i:1 9 Hearts - j:4 8 Diamonds
i:2 2 Hearts - j:3 4 Diamonds
i:2 2 Hearts - j:4 8 Diamonds
i:3 4 Diamonds - j:4 8 Diamonds

実行例 2

       3 of Hearts  
       8 of Spades  
       1 of Hearts  
       1 of Diamonds
       6 of Hearts  

i:0 3 Hearts - j:1 8 Spades
i:0 3 Hearts - j:2 1 Hearts
i:0 3 Hearts - j:3 1 Diamonds
i:0 3 Hearts - j:4 6 Hearts
i:1 8 Spades - j:2 1 Hearts
i:1 8 Spades - j:3 1 Diamonds
i:1 8 Spades - j:4 6 Hearts
i:2 1 Hearts - j:3 1 Diamonds
i:2 1 Hearts - j:4 6 Hearts
i:3 1 Diamonds - j:4 6 Hearts
PAIR(S)

ツーペアやスリーカード，フォーカードの場合にワンペアと判定しないようにすること。 そのためには isOnePair の本体でペアがいくつあるかを数え，一つの場合のみワンペアとすればよい。

さらに，main で isOnePair を呼び出して，ワンペアの場合には，その旨を表示するプログラムにしなさい。

1. struct point 型の変数 pointA と pointB を宣言し，座標の初期値を各々 (1, 1,5) と (4, 5.5) にしなさい。
2. 与えられた点の座標を表示する次の関数の定義をプログラムに追加しなさい（下線部には適当な語を入れる）。

   void print_coord(____________ pnt)
   {
        printf("(%___, %___)\n", _______, _______ );
   }
   

   さらに関数 main の本体において， Initial points: と表示した後に， print_coord を呼び出して pointA と pointB の座標を表示するプログラムにしなさい。 実行して次の出力が得られることを確かめなさい。

   Initial points:
   (1.00, 1.50)
   (4.00, 5.50)
   

3. 2点間の距離を計算する関数 calc_dist を定義しなさい。 calc_dist は 点（struct point 型の値）を二つ受け取り， 距離を double 型で返すように作ること。 calc_dist の本体では printf 等による表示を行わないこと。

   また，関数 main の本体に，calc_dist の呼び出しによって pointA と pointB の間の距離を求めて次のように表示するコードを加えなさい。

   Distance: 5.00
   

4. 点の x 座標と y 座標を，与えられた量だけ増やす（点を移動する）関数 add_to_coord を定義しなさい。 add_to_coord は
   1. struct point 型の点のアドレス（ポインタ）
   2. x 座標の増加量 dx (double 型)
   3. y 座標の増加量 dy (double 型)
   を受け取って，点の座標を (x+dx, y+dy) にするものとする。 戻り値は返さない。

5. 関数 add_to_coord を呼び出すことで pointA の x, y 座標を 1, 0.5 だけ増やし， さらに pointB の x, y 座標を 0.5, 2.5 だけ増やして， 結果の座標を print_coord で表示させなさい。 さらに 2 点間の距離を calc_dist で計算し，結果を表示するコードも加えなさい。 プログラムは，全体として次を出力するようにすること。

   Initial points:
   (1.00, 1.50)
   (4.00, 5.50)
   Distance: 5.00
   Move to:
   (2.00, 2.00)
   (4.50, 8.00)
   Distance: 6.50
   

1. 平面上の点の座標を格納するための Point 型を定義しなさい。 Point 型は， x 座標と y 座標を保持するために，double 型の構造体メンバー x と double 型の構造体メンバー y を持つこととする。
2. 平面上の点を原点を中心に反時計回りに45度回転させた点の座標を計算する関数 rotate45deg を作りなさい。

   この関数は Point 型の値を受け取り，回転後の座標を求めて， Point 型の値として返すものとする。 すなわち，この関数のプロトタイプ宣言は

   Point rotate45deg(Point);

   である。

   また，座標 の点を 原点を中心に反時計回りに45度回転させた点の座標 (x, y) は 次式で計算できる。

   
   通常，ヘッダファイル math.h には，少なくとも double 型の精度で 2 の平方根の値 (1.4142...) を持つ記号定数 M_SQRT2 やその逆数 M_SQRT1_2 が定義されており，自分のコードに #include <math.h> を書くことによって使えるようになる。 2の平方根を計算せずに済ますために，これらの利用を試すとよい。なお，実習用コンピュータでは，ヘッダファイル math.h のマニュアル（英語）を man math.h で閲覧できる。

3. 関数 main の中で Point 型の変数 a を宣言し， a に座標 (2, 0) の点としての初期値を設定しなさい。

   次に， 関数 rotate45deg を用いて，a を 45 度回転させた後の座標を求めて表示しなさい。 なお，a の回転を行う文は a = rotate45deg(a); である。

   さらに，もう一度，45度回転させた後の座標も表示するプログラムにしなさい。

   出力例）

   Initial coordinates: (2.000000, 0.000000)
   Rotation: (1.414214, 1.414214)
   Rotation: (0.000000, 2.000000)
   

さて， 平面上の点を表す Point 型（前の問題で定義した型）の値（座標値）と角度を受け取って， その角度だけ点を回転させた結果（点の座標値）を求める関数 rotate を定義しなさい。 関数 rotate の戻り値は Point 型とすること。

さらに，関数 main も定義して，関数 rotate を使う適当なプログラムを作成しなさい。

なお，通常，ヘッダファイル math.h には，少なくとも double 型の精度の円周率を値とする記号定数 M_PI が定義されており， #include <math.h> によって使えるようになる。

【参考】点の回転は 2 x 2 の行列を使うと

<<< 実行例 >>>
Initial Location (Current 0 deg.): (2.000000, 0.000000)
Rotate 30 deg. (Current 30 deg.): (1.732051, 1.000000)
Rotate 30 deg. (Current 60 deg.): (1.000000, 1.732051)
Rotate 30 deg. (Current 90 deg.): (0.000000, 2.000000)
Rotate 30 deg. (Current 120 deg.): (-1.000000, 1.732051)
Rotate 30 deg. (Current 150 deg.): (-1.732051, 1.000000)
Rotate 30 deg. (Current 180 deg.): (-2.000000, 0.000000)

まず， 構造体変数 pointA のメンバー x と y に 1.0 と 1.0 が入るように pointA を宣言・初期化し， その後，pointA のメンバー y の値を，代入文によって 1.5 に変更してから，pointA の座標を表示するプログラムとなるよう，下線部を埋めなさい。

次に，このプログラムにおいて，点の座標を保持する新たな変数 pointB を宣言して座標 (4.0, 5.5) を与えるコードを加え，その座標も表示するようにしなさい。

さらに， pointA と pointB の距離を計算して表示するプログラムにしなさい。

なお，距離の計算には，平方根を求める数学ライブラリ関数 sqrt を使うこと。 座標 と の点間の距離は である。

また，ソースコードの後に記した実行結果を出力をするプログラムにすること。

#include <stdio.h>

struct point {
     double x;
     double y;
};

int main()
{
     _______________ pointA = ______________ ;

     _______ = _______ ;

     printf("A: (%f, %f)\n", ______ , ______ );

     return 0;
}

実行結果

A: (1.00, 1.50)
B: (4.00, 5.50)
distance: 5.00

#include <stdio.h>

#define SIZE 5 /* 配列の要素数 */

/* 構造体 ipoint の定義 */
_______ ipoint {
     ________ ;
     ________ ;
};

int main()
{
     _____________ pnt[_____]; /* SIZE 個の要素を持つ構造体 ipoint 型の配列 */ 
     _____________ p; /* 構造体 ipoint　型を指すポインタ変数 */
     int i;

     /* 配列 pnt の各要素（点）に横座標と縦座標の値を設定 */
     for (i = ___; _______; _______) {
          ________ = i;
          ________ = i * 2;
     }

     /* 全ての点の座標を表示 */
     for (i = ___; _______; _______) {
          printf("(%___, %___)\n", pnt[i]_____, pnt[i]_____);
     }
     putchar('\n');

     /* ポインタ変数 p を使って全ての点の座標を表示 */
     p = ___;
     for (i = ___; _______; _______) {
          printf("(%___, %___)\n", p____, p____);
          ___ ;
     }

     return 0;
}

実行結果

(0, 0)
(1, 2)
(2, 4)
(3, 6)
(4, 8)

(0, 0)
(1, 2)
(2, 4)
(3, 6)
(4, 8)

1. 文字列の 先頭から size 個の文字を別の文字型配列にコピーし，さらにコピー先の配列の内容を文字列にする関数

   char *arrayncopy(char *dest, const char *src, int size)

   を作りなさい。 ここで dest はコピー先の配列（の先頭アドレス）であり，src はコピー元の文字列（の先頭アドレス），size はコピーする要素数である。

2. 次のとおりに宣言・初期化された配列 str1 を表示した後， str1 のうち，Hello の部分だけを別の配列 str2 にコピーして， str2 の内容を表示するプログラムを作りなさい。 関数 arrayncopy を用いて配列をコピーし，その戻り値を使って str2 の表示を行うこと。

   char *str1 = "Hello World!";

char *suit[] = {"hearts", "diamonds", "clubs", "spades"};

1. for 文による繰り返しと，配列 suit を使って

   hearts diamonds clubs spades

   と出力するプログラムを作りなさい。（文字列を空白区切りで表示し，最後に改行する）
2. for 文による繰り返しと，配列 suit を逆順に使って

   spades clubs diamonds hearts

   と出力するコードをプログラムに追加しなさい。
3. さらに，文字列の先頭文字を大文字にした

   H D C S

   を出力するコードをプログラムに追加しなさい。 この出力も配列 suit と繰り返し構文で行うこと。 標準ライブラリ関数 toupper を使うこと。

このプログラムは，例えば，world! と入力したら Hello, world! と出力するように作成する。

1. 文字列 Hello, の入った char 型配列を予め用意しておく。
2. fgets を用いて，上記の配列内の Hello, の後ろにキーボードから文字列を格納する。
3. その配列の内容を表示する。

#include <stdio.h>

int main()
{
     char a[] = "ABCDE";
     int i;
     
     printf("#1:");
     /* A と表示する */
     printf("____\n", ____);

     printf("#2:");
     /* ABCDE と表示する */
     printf("____\n", ____ );

     printf("#3:");
     /* ABC と表示する */
     a[____] = '____' ;
     printf("%s\n", ____ );

     printf("#4:\n");
     /* ABC を 1 行につき 1 文字ずつ表示する。*/
     for (i = 0; ________ ; i++)
         printf("____", ____);
     
     return 0;
}

#1:A
#2:ABCDE
#3:ABC
#4:
A
B
C

 
#include <stdio.h>

int main()
{
    char *p = NULL;
    
/* 文字列リテラル "abc" の先頭アドレスを表示する */
    printf("Address of \"abc\": ____\n", "abc");

/* 文字列リテラル "ABC" の先頭アドレスを p を使って表示する */
    ______ ;
    printf("Address of \"ABC\": ____\n", p);

/* p を使って A と表示する */
    printf("print \"A\": ____\n", ____ );

/* p を使って BC と表示する */
    ____ ; /* p の内容を変更する（ポインタ演算） */
    printf("print \"BC\": ____\n", p);

/* p を使った 2 通りの方法で ABC と表示する */
    ____ ; /* p の内容を変更する（ポインタ演算） */
    printf("print \"ABC\": ____\n", p);

    printf("print \"ABC\": ");
    while (*p != ____) {
        printf("____", *p);
        ____ ; /* p の内容を変更する（ポインタ演算） */
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

 
0x55f91411a004
0x55f91411a00c
A
BC
ABC
ABC

char *str1 = "Hello World!";

char str1[20] = "Hello ";
char *str2 = "World!";

次に， 関数 incByVal と incByRef を使って，1 から 5 までの整数を，それぞれ 1 回ずつ表示するよう， このプログラムに必要な変更を施しなさい。

ただし，incByVal に関わる変更は，関数 incByVal の本体のみとすること。 また，関数 incByRef は戻り値を返さないまま (void) とすること。

#include <stdio.h>

int  incByVal(int);
void incByRef(int);

int main()
{
    int i, a = 0, b = 0;
  
    for (i = 0; i < 5; ++i) {
        a = incByVal(a);
        printf("a = %d\n", a);
    }

    for (i = 0; i < 5; ++i) {
        incByRef(b);
        printf("b = %d\n", b);
    }

    return 0;
}

int incByVal(int c)
{
    ++c;

    return 0;
}

void incByRef(int c)
{
    ++c;
}

下記のように出力するプログラムを作ること。 配列の初期値はプログラム内で与えておくこと。

Initial array:
 5.0 1.5 3.5 2.0 4.5 4.0 1.0
Calling dswap.
Reversed array:
 1.0 4.0 4.5 2.0 3.5 1.5 5.0

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 10;
    int *p;       /* ポインタ変数 p の宣言 */

/* 変数 i のアドレスを 2 通りの方法で表示する (変数 p への初期値設定) */
    printf("address of i: %p\n", &i);
    ____ = ____ ;
    printf("address of i: %p\n\n", p);

/* 変数 i の値を 2 通りの方法で表示する */
    printf("i: %d\n", i);
    printf("i: %d\n\n", ____ p);

/* p を使って変数 i の値を 10 増やし，その値を表示する */
    ____ += 10;
    printf("i: %d\n", i);

    return 0;
}

また，このプログラムの実行結果より，同じ配列の各要素がメモリ（記憶域）上に連続して配置されることを確認しなさい。

なお，最初の printf で使われている %lu は sizeof 演算子によって得られる値の型である unsigned long int 型の値を表示するためのものである。

#include <stdio.h>

int main()
{
     int a[] = {10, 20, 30, 40, 50};
     int size;
     int i;
     ____ = NULL; /* ポインタ変数 p の宣言と初期化 */
                  /* p には size や a の要素のアドレスを格納する */

     /* int 型のサイズ */
     printf("size of int is %lu bytes.\n", ________ );
     putchar('\n');

     /* 配列 a の要素数を sizeof 演算子で求める */
     size = _________________ ;
     printf("number of elements of array \"a\" is %d.\n", size);

     /* 変数 size のアドレス */
     printf("address of \"size\" is %p.\n", ____ );

     /* 配列要素 a[0] のアドレス */
     printf("address of a[0] is %p.\n\n", ____ );

     /* 配列 a の各要素の添字，アドレス，値 */
     printf("subscript, address and value of a[i]:\n");
     for (i = 0; i < size; i++) {
          printf("  %d, %p , %d \n", i, ____ , ____);
     }
     putchar('\n');

     /* ポインタ変数 p の初期値 */
     printf("initial value of p is %p.\n", p);

     /* ポインタ変数 p を使って a[0] のアドレスと値を表示する */
     p = ____ ;
     printf("a[0]: %p, %d\n", ____ , ____ );

     /* ポインタ変数 p を使って a[3] のアドレスと値を表示する */
     p += ____ ;
     printf("a[3]: %p, %d\n", ____ , ____ );

     /* ポインタ変数 p を使って a[1] のアドレスと値を表示する */
     p -= ____ ;
     printf("a[1]: %p, %d\n", ____ , ____ );

     /* ポインタ変数 p を使って size のアドレスと値を表示する */
     p = ____ ;
     printf("size: %p, %d\n", ____ , ____ );

     return 0;
}

main 内の各二次元配列の行数を，sizeof 演算子と配列の列数を用いて自動的に求め， printArray の引数に与えるようにする。

void printArray(int a[][3], int n)

また，リスト 2.10 のプログラムを， 変更した printArray を用いて array1 と array2 の内容を表示した後で，さらに 3 行 3 列の配列 array3 （値は任意に与えてよい）の内容も表示するプログラムとしなさい。

さらに，リスト 2.11 の各走査における繰り返しの回数には無駄があるので， 余分な繰り返しを無くすように関数 bubble_sort を改良してみなさい。

• 各月の日数を格納した配列は関数 main の本体で用意し，その配列と要素数を関数 array_sum に渡すこと。
• 配列の内容（各月の日数）を表示するコードと， array_sum を呼び出して戻り値（一年間の日数）を表示するコードは main の本体に書くこと。
• 関数 array_sum が，パラメータを通じて main 内の配列を書き換えることのできないプログラムにすること。

さらに，関数 main から 関数 array_ave を呼び出して， 次の値の平均値を求めて表示するプログラムを作りなさい。

1.5 2.5 3.5 4.5 5.5

Source: 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 
Destination: 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

ただし，次の指示に従うこと。

• 配列のコピーには， 関数 array_copy を定義して使うこと。 関数 array_copy は， 引数を通じて呼び出し元の配列を操作する関数であり， その仕様（プロトタイプ宣言）を

  void array_copy(int dest[], const int src[], int size);
  

  とする。この関数は第 2 引数に与えられた配列 src から， 第 1 引数に与えられた配列 dest に対し， 第 3 引数で指定された size 個分の要素をコピー （src の要素を dest の要素に代入）する。
• 関数 main の本体では， 値の格納されている配列 (配列名は例えば array1 ) と， 宣言のみを行った配列（例えば array2）を用意して，

  array_copy(array2, array1, 12);
  

  の形で array_copy を呼び出し，配列をコピーさせる。
• コピー元の配列 (array1) とコピー先の配列 (array2) の表示も main 内で行うこと。

Source: 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 
Destination: 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 28 31

さらに，用意した配列の範囲外を利用しないように， 例えば次のようなコードで，必ず適切な入力値であることのチェックを行うのが望ましい。

if (n > ARRAYSIZE) {
  printf("Too many integers\n");
  return 1;	
}

実行例 1:

4
11 5 13 27
27 13 5 11

実行例 2:

11
Too many integers

1. 実行結果を予想してから，プログラムを実行してみなさい。
2. 関数 count 内の変数 i の宣言部分を int i = 0; に変更しなさい。 実行結果を予想してから，実行しなさい。
3. 関数 count が 1 から 10 までの整数を main に返し， それが表示されるようにプログラムを変更しなさい。 ただし，変更は関数 count の本体のみとする。

#include <stdio.h>

int count(void);

int main()
{
    int i;

    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        printf("Loop #%d: " , i);
        printf("count() returned %d\n", count());
    }

    return 0;
}


int count(void)
{
    int i;

    printf("count() prints %d; ", i);

    return ++i;
}

実行結果例（プログラムの実行後にキーボードから 3 を入力した場合）

3
factorial(3) called.
factorial(2) called.
factorial(1) called.
1 returned by factorial(1).
2 returned by factorial(2).
6 returned by factorial(3).
3! = 6

プログラムは次の動作をするように作ること。

• 関数 main は，キーボードから整数 n を読み込み， その階乗を関数 factorial の呼び出しによって求めて 「n! = n の階乗」の形式で表示する。
• 関数 factorial は，呼び出される度に 「factorial(n) called.」 と出力し， 計算結果を返す前に 「nの階乗 returned by factorial(n)」 と出力する。 ここで n は factorial が受け取った引数の値である。

  この動作のためには，関数 factorial は戻り値を return で返す前に一度変数に格納しておく必要があるため，次の定義を参考にするとよい。

  long factorial(long n)
  {
      long ret;
  
      if (n <= 1)
          ret = 1;
      else
          ret = n * factorial(n - 1);
  
      return ret;
  }
  

プログラムではサイコロ振りを行う関数 roll3dice を定義すること。 roll3dice は三つのサイコロ振りを乱数で模擬し，合計を返すように定義すること。 また，roll3dice の本体では，各サイコロの出目を表示させること。

関数 main では，関数 roll3dice を呼び出し，戻り値が 2 で割り切れるかどうかによって， サイコロの出目の和が偶数か奇数かを表示させること。

• 関数 main の定義: pe3-2.c
• 関数 roll3dice の定義: pe3-2-sub.c
• 関数 roll3dice のプロトタイプ宣言（ヘッダファイル）: pe3-2.h

1. 変数 n に正の整数を読み込んで 1 + 2 + ... + n を求めて表示するプログラムを作りなさい。 ただし，和の計算は関数 interval_sum を作って行うこと。

   関数 main が行うことは， 変数 n にキーボードから正の整数を入力し， 和を求める関数 interval_sum を呼び出し， 計算結果である interval_sum の戻り値を表示するだけである。

   和の計算は interval_sum に行わせること。 関数 interval_sum は和を計算して，それを呼び出し元に戻り値として返す関数とすること。 interval_sum の本体には，計算結果を表示する文は書かないこと。

2. 先のプログラムを， 変数 m と n に正の整数を読み込んで，m から n の間に存在するすべての自然数の和 m + (m + 1) + ... + (n - 1) + n を求めるプログラムに変更しなさい。 和は関数 interval_sum に求めさせること。

例えばキーボードから 3 を入力したときに，このプログラムは画面に次の出力をする。

***
***
***

Invalid number.

（変数，四則演算，scanf と printf による入出力）

/* pe1-1.c: multiplication program */
#include <stdio.h>

int main()
{
    double a, b, ab;

    scanf("%lf%lf", [(a)    ]);
    printf("a: %f\n", [(b)  ]);
    printf("b: %f\n", [(c)  ]);

    [(d)      ];
    [(e)                     ];

    return 0;
}

（反復構造，合計を求めるアルゴリズム）

/* pe1-2.c: summation program */
#include <stdio.h>

int main()
{
    [(a) ]  i, n, sum;

    printf("Enter integer.\n");
    scanf([(b)        ]);

    sum = [(c) ];
    for (i = 1; [(d)         ]) {
        sum += [(e)  ]
        printf("%d\t%d\n", i, sum);
    }

    return 0;
}

（データ型）