先週はコンピュータに電卓の働きをさせるために、数値定数を用いた数式の計算結果を表示するプログラムを習いました。しかし、複雑で長い計算式や、同じ公式を用いた計算を何度も繰り返す場合、演算内容が一目で分かるようにする、などの要求を考えると、もっと使いやすいプログラムに改良する必要があります。 始めに、

sum=a+b;

の式に従って、２つの数の和を求めて画面表示するプログラムを考えます。例として、a=1.0, b=2.0の場合は、先週習ったように、

printf("sum=%e\n",1.0+2.0);

とすることにより実現できます。同じ計算を、今週は変数を使って、

a=1.0;
b=2.0;
sum=a+b;
printf("sum=%e\n",sum);

のように書くことにします。このほうがよりプログラムらしくなります。
さて、上記のプログラムでは、a,b,sumの３つの変数を使っています。変数は、コンピュータのメモリ領域に任意の名前を付けて（名前の付け方の規則は後で説明します）、その名前のメモリ領域にデータを格納するために使います。ちょうど、電卓のメモリ演算機能と同じです。
この時、変数の型によってデータの格納の仕方が異なることに注意する必要があります。変数の型には、大きく分けて数値変数と文字変数がありますが、前者の数値変数はさらに、実数変数と整数変数の２つに分けられます。先週、数値定数に実数（小数点がついてもよい数値）と整数（小数点がつかない数値）があることを説明しましたが、変数の場合も同じです。実数変数は更に単精度型と倍精度型の２つがあるので、下表のようになりますが、とりあえず

int(整数）, float（単精度実数）, char（文字）

の３つは最低覚えてください。

変数の型

型	型表記	サイズ	表現できる数値の範囲
文字	char	1バイト	-128～127
Short整数	short	2バイト	-32,768～32,767
整数	int	4バイト	-2,147,483,648～2,147,483,647
単精度実数	float	4バイト	約7桁 +/-(3.4e-38～3.4e38)
倍精度実数	double	8バイト	約16桁 +/-(1.7e-308～1.7e308)

次に、上記のプログラムには、変数に数値を代入する

a=1.0;

のような実行文が出てきました。これは、代入文といって、右辺の数値定数や変数（または、それらを組み合わせた数式）を、左辺の変数に代入する操作をコンピュータに指示します。左辺は必ず変数でなければいけないことに注意してください。

3.14＝PI; /*　これは間違い*/

のように書くことは誤りです。また、右辺は数値定数だけでなく、変数、または それらを組み合わせた任意の数式を書くこともできます。例えば、

a=1.0+2.0+5.0　や　　a=5.0*(1.0+b)+c

など。
以上の説明を念頭において、実際のプログラムをみてみます。

/* 変数を使ったプログラム */
#include <stdio.h>

int main(void)
{ 
    float a,b,sum;
    a=1.0;
    b=2.0;
    sum=a+b;
    printf("sum=%e\n",sum);

    return(0);
}

上記のプログラムで、まだ説明していない

という文がでてきました。Ｃ言語では、変数を使う前にその変数が何型の変数なのかを予め宣言しておく必要があるためです。 上記の例では、float型（単精度実数型）の３つの変数、a,b,sumを使うことを宣言しています。 ３つの変数の宣言は、上記のように","で区切って１行で済ますこともできますが、3行に渡って

　　float a;
　　float b;
　　float sum;

と書いても良いです。ただし、宣言文の位置は関数　main　の始まりの　｛　の直後に書かなければいけません。

いままで、printf()関数を使うと、文字列や数値を画面に表示することができました。これに対して、 scanf()関数は、キーボードから打ち込んだ文字や数値を、コンピュータ内の変数に代入するために用います。 ちょうど、printf()関数の逆の働きをします。例えば、

scanf("%e",&a)

とすると、実数型変数 aに%e形式で、キーボードからの数値を入力します。scanf()関数の使い方の約束は、printf()関数の場合とおおよそ同じと考えることができます。ただし、変数aの前に&記号がつくなど、全く同じではない点に注意してください（この理由はこの授業のずっと後の方で説明します）。
キーボードから数値を入力するプログラムを練習するために、以下の例題をやってみてください。

例 2－2(Revised : 2011/04/21) /* キーボードから数値を入力するプログラム */ #include<stdio.h> int main(void) { float a; printf("Input a= "); fflush(0); scanf("%e",&a); printf("a=%e\n",a); return(0); }

例2-2ができたら、今まで出てきた例題の応用問題として、 キーボードから２つの数を入力し、その足し算結果を画面に表示する次の例題をやってください。

#include<stdio.h> 

int main(void)
{ 
    int a,b,c,d;

    printf("Input a= "); fflush(0);scanf("%d",&a);
    printf("Input b= "); fflush(0);scanf("%d",&b);

    c=a+b;
    d=a-b;
 
    printf("%d + %d = %d\n",a,b,c); 
    printf("%d - %d = %d\n",a,b,d);
 
    return(0);
} 
    

各々の行でやっていることを具体的に説明すると、以下のようになります。

1. 第５行： 整数変数 a,b,c,dを宣言。
   
2. 第６行： 関数printf()を呼んでInput a=の文字を画面に表示し、続いて関数scanf()を呼んで、 キーボードから変数 aに数値を入力する。ただし、Eclipse上でプログラムを実行した場合、出力バッファにInput a=の文字が出力バッファに蓄えられたままになっていて、scanf()を実行する直前のタイミングで、画面に文字を表示してくれない。この問題を回避するために、scanf()の直前でfflush(0)を呼び出す。これにより出力バッファの内容が画面に表示される（出力バッファは空になる）。Eclipse上で実行しない場合は、fflush(0)の呼び出しは不要である。
   
3. 第７行：変数bに対して第６行と同様の操作を行う。
   
4. 第８行： a+b の演算の結果を変数cに代入する。
   
5. 第９行： a-b の演算の結果を変数dに代入する。
   
6. 第10行： 関数printf()を呼んで、(aの値)+(bの値)=(cの値) の結果を画面に表示する。
   
7. 第11行： 関数printf()を呼んで、(aの値)-(bの値)=(dの値) の結果を画面に表示する。

今まで出てきたところを、以下にまとめておきます。

◎printf()関数

printf()は書式出力の関数である。

printf（"a=%d b=%d\n",a,b）;

の例で示すように、printf（”書式”，出力変数）の形をしていて、基本的には、””で囲まれた文字列がそのまま出力される。ただし、\n 記号のように\マークが付いた文字はエスケープ文字と呼ばれ、画面制御を行う特別な記号として扱われる（\n：復帰改行）。そのため、画面上には表示されない。また、%（その後に続く文字を含めて）は、””の後に表記されている変数（上の例では、変数a,b）の値を、画面に表示する際の以下の約束の書式を表している。

エスケープ文字の例：　\n ： 復帰改行、 \t ： 水平タブ、 \v ： 垂直タブ、 \b ： １文字後退

%d： 整数（int型データ）の符号付き10進数表示
%f： 単精度実数（float型データ）の指数なし表示
%e： 単精度実数（float型データ）の指数つき表示
%hd: 2バイト整数（short型データ）の表示
%lf： 倍精度実数（double型データ）の指数なし表示
%le： 倍精度実数（double型データ）の指数つき表示

%f, %e は、printf関数では単精度実数型（float)と倍精度実数型（double)の両方に使える 。
一方、この後で説明するscanf関数では、単精度実数型（float)の場合は、%f, %e、倍精度実数型（double)場合は %lｆ，%le を使う必要がある。

%c ： 文字型データの１文字
%s ： 文字列データ

注1）変数と書式の型を合わせる。
必ず、表示する変数と同じ型の書式を指定する。例えば、変数aがint型の場合は、%dを指定する。間違えて、%fや%eを指定するとデタラメな値が表示されてしまう（エラーメッセージも出ないので注意する）。

注2）%や\の画面表示
上記のように、%や\は、printf文の中で書式やエスケープ文字を表す特別な目的で使われます。このため、そのままでは%や\の文字を画面表示することができません。文字として表示したい場合は、%% や　\\　のように２回重ねて表記します。この様子を理解するために、次のようなprintf文を実行してみてください。

　　printf("%%\\\n%%%%\\\n");

キーボードからの入力データを、第一引数 ”‥”に記した%何とかの書式にしたがって、第二引数に記した変数（以下の例では、変数a）に代入する（変数aの先頭に&がつくことに注意する。理屈はしばらくわからなくてよい） 。ここで、%何とかの約束はprintf()の場合と同様である。

例：
scanf("%d", &a)

変数はプログラムの中で値を変えることができるデータであるのに対して、定数は値が固定されているデータです。定数は、変数と同様の型をもっており、以下のように数値や文字を直接的に表現します。

定数の種類
文字........'z'
文字列......"abcde"
整数定数........120
実数定数........2.3e2

Ｃ言語では、通常の数式と類似した約束で数式を表すことができます。そのための算術演算子に以下のものがあります。

算術演算子の種類
*    乗算   a*b   aにbを掛ける
/    除算   a/b   aをbで割る
+    加算   a+b   aにbを足す
-    減算   a-b   aからbを引く
%　　剰余　a%b　 aをbで割った余り 　(注：a,bは整数型の数、実数型の数を使うとエラーになる）

変数名に使える文字は、半角の英字（a-z,A-Z)、アンダーバー( _ )、数字（0-9)、に限られます。πやθなどの全角文字を間違って使ってしまう人がいますが、使えないので注意してください。変数名は、上記の半角英数字とアンダーバ_ を組み合わせた名前とします。ただし、先頭は必ず英字でなければいけません。 小文字と大文字は区別されます。名前の長さは、一般的に最初の31文字までは有効です。さらに、 以下の予約語を変数名にすることはできません。

予約語
auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef uinion unsigned void volatile while

a=b+c; 　c=1.3;　のような

変数　=　式；

の形の実行文は、右辺の式を計算した結果を左辺の変数に代入するというコンピュータ処理をあらわしています。通常の数式のように、単純に左辺と右辺が等しいということを表しているのではないことに注意してください。