[T7] 第6章 配列(2)

「キックオフ C言語」の第8.4.3項，p. 131, ソースコード8.5 を入力して実行し，正しく動作することを確認せよ ソースコード内では紙幅の削減が意識された書き方となっているが，自身が読みやすいように改行などを入れてよい．

さらに，以下のプログラムを追加せよ．（2026年5月26日11:10追記: 赤字部分を修正しました）

• N 未満の負でない整数 n をキーボードから受け取り，orig[ n ]，…，orig[N-1], orig[0], ..., orig[n-1] の順に表示せよ．例えば，n = 5 なら 2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7, 9 が表示される．
  関数 void array_shift( int n, int src[], int dst[] ) を作成して用いること，また，この関数内では，for 文を 1 回のみ使用することが望ましい．
• キーボードから N 未満の負でない整数 m (≠ n ) を受け取る．orig[ n ] と orig[ m ] の要素を入れ替えて表示せよ（この配列の表示は，本問内の他の配列とは別個に行うこと）．n = 3, m = 6 であれば 1, 3, 5, 4, 9, 2, 7, 6, 8 が表示される．
  関数 void array_swap( int m, int n, int src[] ) を作成して用いること．なお，この関数が受け取る配列は src[]のみであることに注意し，関数内では新たな配列を定義しないこと．
  （注）以下のプログラムでは，値の交換（スワップ）は正しく行われない．

  int a = 5, b = 3;
  a = b;
  b = a;



（注）2026年5月26日11:10追記： 上記の問題文は，キックオフ C 言語に記載のプログラムとの同じ変数名が使用されていました．本来は以下のような問題文が適していました．混乱を招いたことをお詫びします．

さらに，以下のプログラムを追加せよ．

• N 未満の負でない整数 l をキーボードから受け取り（l は，小文字のエルで，数字の 1 ではありません），orig[ l ]，…，orig[N-1], orig[0], ..., orig[l-1] の順に表示せよ．例えば，l = 5 なら 2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7, 9 が表示される．
  関数 void array_shift( int n, int l, int src[], int dst[] ) を作成して用いること，また，この関数内では，for 文を 1 回のみ使用することが望ましい．
• キーボードから N 未満の負でない整数 m (≠ l ) を受け取る．orig[ l ] と orig[ m ] の要素を入れ替えて表示せよ（この配列の表示は，本問内の他の配列とは別個に行うこと）．l = 3, m = 6 であれば 1, 3, 5, 4, 9, 2, 7, 6, 8 が表示される．
  関数 void array_swap( int l, int m, int src[] ) を作成して用いること．なお，この関数が受け取る配列は src[]のみであることに注意し，関数内では新たな配列を定義しないこと．
  （注）以下のプログラムでは，値の交換（スワップ）は正しく行われない．

  int a = 5, b = 3;
  a = b;
  b = a;

下のプログラムは，6 種類の硬貨（1円, 5円, 10円, 50円, 100円, 500円）についてそれぞれの枚数に対して，金額の合計を表示する．以下に沿うように完成せよ．

• 配列 num には， 1円, 5円, 10円, 50円, 100円, 500円玉の枚数が格納されている．
• 関数 array_print にて，6種類の硬貨の額面と枚数を表示する．
• 関数 array_sum にて，硬貨の金額の合計を計算して戻り値とする．

出力結果の例：
1円が 3枚
5円が 2枚
10円が 0枚
50円が 5枚
100円が 3枚
500円が 1枚
合計は 1063円です．

#include <stdio.h>

#define N 6

/* プロトタイプ宣言，配列の引数の書き方に注意 */
void array_print( int a[], int b[] );
int array_sum( int a[], int b[] );

int main ( void )
{
    int value[ N ] = { 1, 5, 10, 50, 100, 500 };
    int num[ N ] = { 3, 2, 0, 5, 3, 1 };
    int sum;

    printf(" 硬貨の額面，枚数\n");
    array_print( value, num );

    sum = array_sum( value, num );
    printf(" 硬貨の合計金額は %d 円です\n", sum);

    return 0;
}

void array_print( int a[], int b[] )  /* 表示を行う関数の本体 */
{
    /* 金額と枚数を順に出力する */
}

int array_sum( int a[], int b[] )     /* 合計を求める関数の本体 */
{
    /* 合計金額を求めて戻り値とする */
}

C言語によるプログラミング 6.5節，キックオフC言語 8.6節を読んだ上で，以下のプログラムの出力を予想してレポートに記せ．次に，プログラムを入力，コンパイル・実行して結果を確認せよ．予想が間違った場合はその理由をレポートにて報告すること．

#include <stdio.h>

#define M 3

int main ( void )
{
    int a[ M ][ M ];
    int sum;

    a[0][0] =  2; a[0][1] =  0; a[0][2] = -1;
    a[1][0] = -1; a[1][1] =  2; a[1][2] =  3;
    a[2][0] =  5; a[2][1] =  4; a[2][2] =  3;

    sum = 0;
    for( int i = 0; i < M; i++ ){
        sum += a[ 1 ][ i ];
    }
    printf("%d \n", sum );

    sum = 0;
    for( int i = 0; i < M; i++ ){
        sum += a[ i ][ 2 ];
    }
    printf("%d \n", sum );

    sum = 0;
    for( int i = 0; i < M; i++ ){
        for( int j = 0; j < M; j++ ){
            sum += a[ i ][ j ];
        }
    }
    printf("%d \n", sum );

    sum = 0;
    for( int i = 0; i < M; i++ ){
        for( int j = 0; j < M; j++ ){
            if( (i+j)%2 == 0 )
                sum += a[ i ][ j ];	
        }
    }
    printf("%d \n", sum );

    return 0;
}

行列の和を求めるプログラムを作成する．

• プログラム内で初期化された 3×3 行列 A および B に対し，C = 3A + 2B を求めるプログラムを[リスト 6.12]を参考にして作成せよ． なお，行列 A, B, C はプログラム内でそれぞれ2次元配列 a, b, c で表されるものとする．
• さらに，引数として受け取った配列の要素を表示する関数 void print_array( double a[M][M] ) を完成する． 行列 C はこの関数を用いて表示せよ．

次の結果が得られることを確認せよ：

      3.5   9.0  -1.0
      5.0  -1.5   5.0
     10.0  12.0   5.0

#include <stdio.h>

#define M 3

void print_array( double a[M][M] ){
    // 配列 a を表示．printf の書式は "% 2.1f" など（% の後ろにスペース）．
}

int main ( void )
{
    double a[ M ][ M ], b[ M ][ M ], c[ M ][ M ];

    a[0][0] =  2.5; a[0][1] =  0.0; a[0][2] = -1.0;
    a[1][0] = -1.0; a[1][1] =  1.5; a[1][2] =  0.0;
    a[2][0] =  5.0; a[2][1] =  4.0; a[2][2] =  3.0;

    b[0][0] = -2.0; b[0][1] =  4.5; b[0][2] =  1.0;
    b[1][0] =  4.0; b[1][1] = -3.0; b[1][2] =  2.5;
    b[2][0] = -2.5; b[2][1] =  0.0; b[2][2] = -2.0;

    // ここで行列の和を求める

    print_array( c );

    return 0;
}

正方行列 A に対して，その転置，トレース，フロベニウスノルムを求める関数を作成して，プログラムを完成せよ．

• 教科書 6.6.2 項を参考にして，以下の成分を持つ 4 次正方行列を表す配列 a の初期化と定義を同時に行え．

       3  -2   5   1
      -4   1   0   2
       1  -6   4   3
       7   0  -3  -2
  

• M 次正方行列 A に対して，その転置 B = AT を for 文による2重ループを使用して求める．
• 正方行列 A のトレースとは，その対角成分の和である．
• 正方行列 A のフロベニウスノルムとは，全成分の 2 乗和の平方根である．

表示例：

    3  -4   1   7
   -2   1  -6   0
    5   0   4  -3
    1   2   3  -2

   trace = 6, Frobenius norm = 13.564660

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define M 4

void transpose( int a[M][M] ){
    int b[M][M];
    // A の転置を求めて表示する．printf の書式は %2d
    // この関数で配列 a の要素を変更しないこと．
    // 変更すると，main 関数で参照する配列 a も値が変わってしまう．
}

int comp_trace( int a[M][M] ){
    /* トレースの計算 */
}

double comp_fnorm( int a[M][M] ){
    /* フロベニウスノルムの計算 */
}

int main ( void )
{
    /* 配列 a の初期化 */
    transpose( a );
    printf("trace = %d, Frobenius norm = %f \n", , );
    return 0;
}