[E12] 第10章 ファイルと乱数

[リスト 10.5] を参考に，特定の名前をもつファイルからの読み込みと書き出しをするよう，[T12] で作成したプログラムに変更を加えよ．

• データの終わりを 0 で示さなくても終了を判定できるようにし，末尾の 0 はデータの一部とする．
• ファイル indata.txt から読み込んだデータを，すべてファイル outdata.txt に書き出す．
• 平均値，最大値，最小値の計算結果をファイル result.txt に書き出す．
• fclose 関数を用いること．

[リスト 10.7] を参考にして，前問のプログラムを，fgets 関数と sscanf 関数を用いてデータを読み込むように書き換えよ．

2個の整数がコマンドライン引数として入力される（例: ./a.exe 49 85）とき，それらの和を表示するプログラムを作成する．

• 下のプログラムではエラー処理が行われている．どのような意味があるか，またエラー処理の必要性についてレポートにて説明せよ．
• argc を %d で，argv[0] ～ argv[2] を %s で printf で表示せよ．
• argv[] は文字列であるため，このままでは整数としての計算が行えない．stdlib.h の atoi() 関数を用いて argv[1], argv[2] を int 型に変換した上で，和を求めて表示せよ．

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main( int argc, char *argv[] )
{
    if( argc != 3 ){
        printf("使い方: %s [int] [int] \n", argv[0] );
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 変換と計算の処理
    return 0;
}

学生番号と得点のデータを，高得点順に表示するプログラムを作成せよ．

• 構造体 student_t を定義せよ（メンバ: 学生番号int id, 得点int val）．
• マクロ定数 N を 30 とし，ファイル score.txt から fgets と sscanf を用いて N 人分のデータを読み込み，構造体配列に格納せよ．
  • fgets で各行を文字列 string に読み込む
  • sscanf( string, "%d %d", &a, &b ); によって，学生番号を int 型変数 a に，点数を int 型変数 b に格納できる．
• バブルソート等を用いて，得点の降順に整列して表示せよ．
  • s[i].val と s[j].val の大小比較
  • s[i] と s[j] のスワップ

表示例：
  9024 98
  9007 97
  9003 95
     :

0.0 ～ 1.0 の値をとる一様乱数を発生させ，統計量を計算せよ．

• rand() の戻り値をキャストして RAND_MAX で割ることで，区間 [0.0, 1.0] 上の一様乱数を生成せよ．
• 乱数を多数回（例: 100,000回）発生させ，その平均，分散，標準偏差を表示せよ．
（理論上の（区間[0.0, 1.0]上の一様分布の）平均は 0.5，分散は 1/12 ）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 不要な行はコメントアウトすること．

int main( void )
{

	srand((unsigned int)time(NULL));

	printf("RAND_MAX: %d \n", RAND_MAX);


    return 0;
}

モンテカルロ法を用いて円周率 π を近似的に求めよ．

1. 区間 [0.0, 1.0] 上の一様乱数を 2 個生成し，座標 (x, y) とする．
2. その点が単位円の内部（x2 + y2 ≤ 1）に含まれるか否かを判定する．
3. 試行を多数回繰り返し，「内部に入った回数 / 全試行回数」が π/4 に近づくことを利用して π を算出せよ．

確率 p で当たり，確率 1-p で外れるくじのシミュレーションを行え．

• コマンドライン引数から確率 p を atof() で受け取る．
• 「10回引いて当たりが出る回数を記録する」操作を 100,000 回繰り返し，その度数分布を表示せよ．一様乱数を用いればよい．
• 実験による相対頻度と，二項分布の理論値 10Ci pi(1.0-p) 10-i を比較せよ．

表示例（ p = 0.5，実行のたびに結果は変わる．3個目の数字は各得点の割合，4個目の数字が2項分布の数値を指す）：
------------------------------
 0    101  0.00101  0.000977
 1   1029  0.01029  0.009766
 2   4560  0.04560  0.043945
 3  11750  0.11750  0.117188
 4  20460  0.20460  0.205078
 5  24617  0.24617  0.246094
 6  20546  0.20546  0.205078
 7  11566  0.11566  0.117188
 8   4280  0.04280  0.043945
 9    994  0.00994  0.009766
10     97  0.00097  0.000977
------------------------------
(printf の書式は %2d, %5d, %.5f, %f)

表示例（ p = 0.3，4 個目の数字が 2 項分布の数値）：
------------------------------
 0   2838  0.02838  0.028248
 1  12171  0.12171  0.121061
 2  23300  0.23300  0.233474
 3  26677  0.26677  0.266828
 4  19978  0.19978  0.200121
 5  10299  0.10299  0.102919
 6   3648  0.03648  0.036757
 7    924  0.00924  0.009002
 8    153  0.00153  0.001447
 9     10  0.00010  0.000138
10      2  0.00002  0.000006
------------------------------
(printf の書式は %2d, %5d, %.5f, %f)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main( int argc, char *argv[] ){
    if( argc != 2 ){
        printf("使い方: %s [double] \n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    double p = atof( argv[1] );
    srand((unsigned int)time(NULL));

    // シミュレーションの実装

    return 0;
}