高度な配列操作
このステップでは、配列に対して行うことができるいくつかの高度な操作、たとえば最大値と最小値を見つけることや、配列をソートすることを探ります。これらの技術は、データ分析、処理、およびアルゴリズムの実装に不可欠です。
配列の最大値と最小値を見つけるプログラムを書いてみましょう。
cd ~/project
touch find_max_min.c
#include <stdio.h>
int main() {
int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int max = numbers[0];
int min = numbers[0];
for (int i = 1; i < 5; i++) {
if (numbers[i] > max) {
max = numbers[i];
}
if (numbers[i] < min) {
min = numbers[i];
}
}
printf("最大値: %d\n", max);
printf("最小値: %d\n", min);
return 0;
}
このコードは、配列の最大値と最小値を見つけるためのシンプルで強力な技術を示しています。max と min を最初の要素で初期化し、その後の各要素と比較することで、配列内の極端な値を効率的に特定できます。
重要なコード行：
- 初期化：
int max = numbers[0]; int min = numbers[0]; - max と min の変数は、配列の最初の要素で初期化されます。このステップは比較のための起点を提供します。
- 比較ループ：
for (int i = 1; i < 5; i++) - この for ループは、インデックス 1（2 番目の要素）から配列の末尾まで始まります。これにより、その後の各値が既存の最大値と最小値と比較されます。
- 最大値の検索：
if (numbers[i] > max) { max = numbers[i]; } - このブロックは、現在の要素が現在の max より大きいかどうかをチェックします。もしそうなら、max 変数は現在の要素の値に更新されます。
- 最小値の検索：
if (numbers[i] < min) { min = numbers[i]; } - 同様に、これは現在の要素が現在の min より小さいかどうかをチェックし、より小さい値が見つかった場合に min を更新します。
次に、バブルソートアルゴリズムを使って配列を昇順にソートするプログラムを書いてみましょう。
cd ~/project
touch bubble_sort.c
#include <stdio.h>
void bubbleSort(int arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
int main() {
int numbers[5] = {50, 20, 30, 10, 40};
bubbleSort(numbers, 5);
printf("ソート済みの配列:\n");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]);
}
return 0;
}
バブルソートは、リストを繰り返しステップし、隣接する要素を比較し、順序が間違っている場合に交換する古典的なソートアルゴリズムです。大規模なデータセットに対して最も効率的なソート方法ではありませんが、ソートの概念と配列操作の素晴らしい入門となります。
重要なコード行：
- 外側のループ：
for (int i = 0; i < n-1; i++) - この外側のループは、配列を通過するパスの数を制御します。ループは n-1 回実行されます（n は配列のサイズ）。なぜなら、各パスの後に最大の要素がその最終位置にあるからです。
- 内側のループ：
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) - 内側のループは、実際の比較と交換を行います。最大の要素が末尾に「泡立って」上がるにつれて、内側のループの範囲は減少します。そのため、n - i - 1 を使っています。
- 比較：
if (arr[j] > arr[j+1]) - この文は、現在の要素が次の要素より大きいかどうかをチェックします。
- 交換：行
int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; は、arr[j] が arr[j+1] より大きい場合に 2 つの要素を交換します。一時的な変数 temp は、交換中に値の 1 つを失わないようにするために使用されます。
プログラムをコンパイルして実行するには、ターミナルで次のコマンドを使用します。
gcc find_max_min.c -o find_max_min
./find_max_min
gcc bubble_sort.c -o bubble_sort
./bubble_sort
最大値と最小値を見つけるための例の出力：
最大値: 50
最小値: 10
ソートのための例の出力：
ソート済みの配列:
numbers[0] = 10
numbers[1] = 20
numbers[2] = 30
numbers[3] = 40
numbers[4] = 50
これらの例は、C プログラミングにおけるより複雑なデータ処理技術の基礎となる基本的な配列操作を示しています。
