C言語⑥(2025/05/28)

演算子

C言語には様々な演算子があり、主に以下のカテゴリーに分類されます。

1. 算術演算子（Arithmetic Operators）

演算子	例	説明
+	a + b	加算
-	a - b	減算
*	a * b	乗算
/	a / b	除算
%	a % b	剰余（余りを求める）

2. 代入演算子（Assignment Operators）

演算子	例	説明
=	a = b	aにbを代入
+=	a += 5	a = a + 5 と同じ
-=	a -= 2	a = a - 2 と同じ
*=	a *= 3	a = a * 3 と同じ
/=	a /= 4	a = a / 4 と同じ
%=	a %= 2	a = a % 2 と同じ

3. 比較演算子（Comparison Operators）

演算子	例	説明
==	a == b	等しいかどうか
!=	a != b	等しくないかどうか
>	a > b	より大きいか
<	a < b	より小さいか
>=	a >= b	以上か
<=	a <= b	以下か

4. 論理演算子（Logical Operators）

演算子	例	説明
&&	a && b	両方が真なら真（AND）
||	a || b	どちらかが真なら真（OR）
!	!a	真偽を反転（NOT）

5. ビット演算子（Bitwise Operators）

演算子	例	説明
&	a & b	AND（ビットごとの論理積）
|	a | b	OR（ビットごとの論理和）
^	a ^ b	XOR（ビットごとの排他的論理和）
~	~a	ビットごとの反転
<<	a << 2	左シフト
>>	a >> 2	右シフト

6. インクリメント・デクリメント演算子

演算子	例	説明
++	a++	1増やす（後置）
--	a--	1減らす（後置）
++	++a	1増やす（前置）
--	--a	1減らす（前置）

7. 条件演算子（三項演算子）

result = (a > b) ? a : b;

これは if の簡易版で、「a > b が真なら a を、偽なら b を result に代入する」という意味になります。(by Copilot)

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※“％”（余り）演算子について
・変数をカウンタとして利用する場合に、余りを使うと「カウントアップ⇒カウントリセット」ではなく「カウントアップ」処理だけで実装可能。０、１、２のカウントが必要な例↓

count = 0;
count++
a = count % 3

こうすると、余りは０、１、２を繰り返していくことになる。
商と併せて使うと、もっと細かにパターン分岐が可能。※こういった考え方をアルゴリズムという※

アルゴリズムは、問題を解決するための手順のことです。プログラミングでは、効率的にタスクを処理するためにアルゴリズムを使います。簡単にいうと、料理のレシピのようなものですね！🍳
アルゴリズムの基本
- 入力 → 何らかのデータを受け取る（例：数字や文字）
- 処理 → そのデータを計算や変換する
- 出力 → 最終的な結果を出す
例えば、「2つの数字を足す」アルゴリズムなら、
💡 入力: 3 と 5
🔄 処理: 3 + 5 を計算する
📤 出力: 8 を表示する
よく使われるアルゴリズム
- 探索（検索）アルゴリズム 🔍
→ 例えば、大量のデータから特定の値を探す
- 線形探索: データを順番に調べる
- 二分探索: データを半分に分けながら効率よく探す
- ソート（並び替え）アルゴリズム 🔢
→ 数字や文字を整理する方法
- バブルソート: 隣り合うデータを交換しながら並べ替える
- クイックソート: データを分割しながら高速に並び替える
- 再帰（繰り返し呼び出し）アルゴリズム 🔁
→ 自分自身を呼び出す関数で問題を分割して解く
- 例：「階乗（n!）」や「フィボナッチ数列」
アルゴリズムの考え方
プログラムを作るときは、「どんな問題を解決したいか」を考え、適切なアルゴリズムを選ぶのが大事です。例えば…
- 「一番速く検索したい！」 → 二分探索 を使う
- 「データをきれいに並べたい！」 → クイックソート が便利
- 「繰り返し計算したい！」 → 再帰 を使う
アルゴリズムはプログラミングの基礎なので、ぜひ楽しみながら学んでみてください！😃 気になるアルゴリズムがあれば詳しく説明しますよ。
(by Copilot)

代入演算子

“＝”は、「等しい」ではなく「左に右の値を代入する」という意味の記号になる。

int a,b,c;
a = 2;
b = 3;
c = a + b; //cは5になる

a = 2;
a = a + 3;
⇒変数aの値に、3という値を足して、結果を変数aに戻す。

下記のような記述も可能。
a = 2;
a += 3;

どちらも結果は「５」となる。

インクリメントとデクリメント

++（インクリメント）：値を１増やす
a = a + 1;
a += 1;
a++;
全て同じ意味。

--（デクリメント）：値を１減らす
a = a - 1;
a -= 1;
a--;
全て同じ意味。

※前置と後置の違いについて
インクリメント（++）とデクリメント（--）の前置と後置の違いは、値の変化が適用されるタイミングにあります。
前置 (++x, --x)
- 変数の値がすぐに増減され、その変更後の値が返されます。
- 計算や代入時に、すぐに新しい値を使いたいときに便利。
int x = 5;
int y = ++x; // x は 6 に増加し、その 6 が y に代入される

printf("x = %d, y = %d\n", x, y); // 出力: x = 6, y = 6


後置 (x++, x--)
- 変数の値が元の値のまま返され、その後で増減されます。
- 一時的に元の値を使いたい場合に適しています。
int x = 5;
int y = x++; // x の元の値（5）が y に代入され、その後 x は 6 に増加

printf("x = %d, y = %d\n", x, y); // 出力: x = 6, y = 5



用途の違い
✅ 前置 (++x) は、変数の値をすぐに変更して計算に使いたいとき
✅ 後置 (x++) は、変数の元の値を使った計算をした後に変更したいとき
例えば、ループで使う場合：
for (int i = 0; i < 5; ++i) {  // 前置
    printf("%d ", i);
}


for (int i = 0; i < 5; i++) {  // 後置
    printf("%d ", i);
}

どちらも結果は同じですが、前置は速度的にわずかに効率が良いため、最適化する際に前置が選ばれることがあります。
わかりやすいでしょうか？😃 他にも気になるポイントがあればどうぞ

(by Copilot)

別例：

#include<stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 0;
	while (true) {
		printf("a=%d\n", a);
		a++;
		if (a >= 5)break;
	}
	a = 0;
	while (true) {
		printf("a=%d\n",a);
		if (a++ >= 5)break;
	}

	return 0;
}

結果

a=0
a=1
a=2
a=3
a=4
a=0
a=1
a=2
a=3
a=4
a=5

	while (true) {
		printf("a=%d\n", a);
		a++;
		if (a >= 5)break;
	}

上のコードでは、a++で加算後にa >= 5　の比較が行われている為、４までしか表示されない。

while (true) {
    printf("a=%d\n",a);
    if (a++ >= 5)break;
}

上のコードでは、a >= 5　の比較後に a++　で加算が行われるため、もう１周ループして５まで表示される。

while (true) {
    printf("a=%d\n",a);
    if (++a >= 5)break;
}

上のコードでは ++a で加算後に　a>= 5　の比較が行われるため、４までしか表示されない。

なお、VisualStudioでは「ステップ実行」という機能があり、１行ずつ結果を確認しながら処理を進めることができる。手順は以下。

Visual Studioではステップ実行を使ってコードを1行ずつ確認しながらデバッグできます！これを使えば、前置・後置の違いを実際に動かしながら理解しやすくなりますね。
ステップ実行の方法
- ブレークポイントを設定
- F9 を押して、コードの特定の行にブレークポイントを追加します。
- これにより、その行でプログラムが一時停止します。
- デバッグを開始
- F5 を押してデバッグモードに入ります。
- ステップ実行の操作
- ステップイン (F11) → 次の1行を実行し、関数があればその中に入る。
- ステップオーバー (F10) → 次の1行を実行するが、関数の中には入らない。
- ステップアウト (Shift + F11) → 現在の関数を終了し、呼び出し元に戻る。
(by Copilot)

※ただし、コンソールウインドウにフォーカスしている状況だと「F11」は全画面表示への切り替えになるため、コード編集画面をクリックしてから「F11」で処理を進めていって、結果を確認したいところまで進めたらコンソールウインドウに切り替える、という操作が必要。