C/C++ 数値と名前と変数

動画や画像に音楽などコンピュータは色々なことができますが、
コンピュータの基本は電気が流れる流れないの0と1の世界です。

0と1だけで表した数値を2進数と言います。通常私達がつかっているのは10進数で、

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

の十個目で二桁になります。2進数の場合は

 1
10

と２個目で二桁になります。これらを10進数に割り当てれば数値が扱えることになります。 括弧内は2進数を10進数に変換するための計算式です。2の4乗とは 2×2×2×2→8です。

  1　→ 1   (                            2の0乗 × 1)
 10　→ 2   (              2の1乗 × 1 + 2の0乗 × 0)
 11　→ 3   (              2の1乗 × 1 + 2の0乗 × 1)
100　→ 4   (2の2乗 × 1 + 2の1乗 × 0 + 2の0乗 × 0)
   :
   :
10100 → 20 (2の4乗 × 1 + 2の3乗 × 0 + 2の2乗 × 1 + 2の1乗 × 0 + 2の0乗 × 0)

2進数の場合は、桁数が多くなりすぎますが、 10進数と2進数では桁上げのタイミングが違いすぎるので、 8進数や16進数が使われます。特に16進数がよく使われます。

10進数	2進数	8進数	16進数
0	0	0	0
1	1	1	1
2	10	2	2
3	11	3	3
4	100	4	4
5	101	5	5
6	110	6	6
7	111	7	7
8	1000	10	8
9	1001	11	9
10	1010	12	A
11	1011	13	B
12	1100	14	C
13	1101	15	D
14	1110	16	E
15	1111	17	F
16	10000	20	10
17	10001	21	11
:	:	:	:

そして2進数の１つの1と0のデータの単位をビット(bit)、16進数で2桁（2進数で8桁）の0〜FF(0〜255)の単位をバイト(byte)と呼びます。

プログラムで計算などを行うには、メモリを使いますが、コンピュータとしてはメモリも100番地と150番地のデータのように数値で区別して扱います。通常の場合は１つの番地に１バイトのデータを記憶できます。

しかし、こんな数値ばかりでメモリを管理していたら大変です。ソースコードでは大抵、メモリを管理するためには自分で名前を付けた「変数」を使用します。

階乗の計算のソースコードでは、value, fact, iが変数です。自由に名前を付けれますが、英字の大文字小文字、数字、アンダーバー(_)が使用できます。先頭に数字は使用できません。せっかく自由なので分かりやすい名前にしましょう。iは分かりにくく感じると思いますが、繰り返し処理に使用される因子(iterator)の意味から来ているもので、よく使われる定石みたいな物となっています。

この変数の前についているintは「型」といって、データの意味を表すものとなっています。main()内の先頭行ではvalue, fact, iがint型であることを宣言しています。

最近のPCでは、intは32bit(4バイト)で10進数だと−2,147,483,648 から 2,147,483,647の値のデータと言う意味です。計算結果がこの範囲を越えることをオーバーフローといい、計算結果が意図通りにならない原因の１つです。

小数点を扱いや、マイナスの扱いも2進数で扱います。どのように扱うかは、IEEE754や、2の補数を調べてみてください。

C/C++入門

1	準備(開発環境のインストール)
2	準備(コマンドライン)
3	準備(テキストエディタ)
4	Hello Worldと文法
5	Hello World が動く仕組み
6	Hello World ウィンドウ表示(Windows)
7	Hello World ウィンドウ表示(GTK+)
8	階乗の計算
9	数値と名前と変数
10	演算