基礎 C 言語［入門編］--コンピュータの基本から理解するプログラミング

本書の特徴は、コンピュータの基本的な構造を知ることにあります。それから手続き型や流れ図など、(残念なことに) 省いてしまうことがある必須知識をおさえてから、実際に C プログラミングの学習を始めます。とりこぼしなく理解のレベルを確実に上げていくことで、将来にわたり成長していくプログラミング能力を養います。各章ごとに「まとめ」と「確認問題」を用意しましたので、学習計画を容易です。理解の進捗に合わせ、C 言語をしっかりと学んでいくことができるでしょう。
■第 1 章 コンピュータと情報処理
1.1 コンピュータは「すごい」のか
1.2 コンピュータを「使う」
1.3 コンピュータを調教する方法
1.4 コンピュータのことば
1.5 手続き型言語あれこれ
1.6 コンピュータのなかみ
1.7 コンピュータはこう動く
1.8 プログラムを書く・実行する
1.9 プログラムが動くまでの道のり

■第 2 章 手続きの記述と流れ図
2.1 処理の手順を図で表す
2.2 判断と分岐 (1)
2.3 判断と分岐 (2)
2.4 繰り返し (1)
2.5 繰り返し (2)
2.6 繰り返し (3)
2.7 プログラムの流れ図 (1)
2.8 プログラムの流れ図 (2)
2.9 プログラムの流れ図 (3)
2.10 簡単なアルゴリズム: 4 数の最大値
2.11 簡単なアルゴリズム: 偶数の和
2.12 簡単なアルゴリズム: 階級分け
2.13 トップダウンとボトムアップ

■第 3 章 C 言語プログラム入門
3.1 はじめての C 言語プログラム
3.2 文字を出力させるプログラム
3.3 変数を使ってみる
3.4 式と演算 (1)
3.5 式と演算 (2)
3.6 入力: おうむ返しのプログラム
3.7 C 言語プログラムの書き方の掟おきて

■第 4 章 流れの制御
4.1 条件分岐: if 文 (1)
4.2 条件分岐: if 文 (2)
4.3 条件分岐: if 文 (3)
4.4 前判定型繰り返し: while ループ
4.5 後判定型繰り返し: do
4.6 while ループと do
4.7 代入演算子と増分・減分演算子
4.8 for ループ (1)
4.9 for ループ (2)
4.10 繰り返しを用いたプログラム (1)
4.11 繰り返しを用いたプログラム (2)

■第 5 章 整数型と浮動小数点型
5.1 整数型と浮動小数点型 (1)
5.2 整数型と浮動小数点型 (2)

■第 6 章 配列変数
6.1 配列変数 (1)
6.2 配列変数 (2)
6.3 配列を用いたプログラム: 平均と偏差
6.4 配列を用いたプログラム: ヒストグラム
6.5 配列を用いたプログラム: 参照テーブル
6.6 真偽と論理演算子
6.7 #define と記号定数
6.8 2 次元配列

■第 7 章 C 言語によるアルゴリズム
7.1 線形探索アルゴリズム
7.2 二分探索アルゴリズム
7.3 整列アルゴリズム: 選択ソート
7.4 整列アルゴリズム: 挿入ソート
7.5 整列アルゴリズム: バブルソート

■第 8 章 関数
8.1 関数とは
8.2 関数を使う
8.3 関数の定義 (1)
8.4 関数の定義 (2)
8.5 作成した関数を呼び出す
8.6 C 言語と関数
8.7 値呼び出しと参照呼び出し
8.8 関数を用いたプログラム: 組み合わせの数
8.9 関数に配列を渡す (1)
8.10 関数に配列を渡す (2)
8.11 変数の寿命と通用範囲
8.12 局所変数と広域変数
8.13 関数を用いたプログラム: 売り上げの集計
8.14 static 記憶クラス

『基礎 C 言語［入門編］』 (牛田 啓太 著、技術評論社、2020 年 2 月発売) は、C 言語の文法に入る前にコンピューターの基本的な構造と手続きの考え方、流れ図を押さえ、そこから C 言語 のプログラミングへ進む入門書です。副題は「コンピュータの基本から理解するプログラミング」で、版元は C 言語プログラミング初心者に向けた本として案内しています。各章に「まとめ」と「確認問題」が置かれ、本文のプログラムを書き換えたり作ったりする課題も用意されており、課題の解答は解説付きの PDF として本書のサポートページで提供されると版元は説明しています。

全 8 章の構成、流れ図から配列と関数まで

1 章「コンピュータと情報処理」はコンピューターのなかみと動き方、手続き型言語の位置づけ、プログラムを書いて実行するまでの道のりを扱い、2 章「手続きの記述と流れ図」で処理の手順を図に表す方法を学びます。2 章では判断と分岐、繰り返しを図で表したうえで、4 数の最大値、偶数の和、階級分けといった簡単なアルゴリズムを流れ図で組み立て、トップダウンとボトムアップの考え方にも触れます。C 言語のコードが本格的に登場するのは 3 章「C 言語プログラム入門」からで、文字の出力、変数、式と演算、入力を順に確かめます。4 章「流れの制御」は if 文、while ループ、後判定型の繰り返し、for ループに加えて代入演算子と増分 / 減分演算子を扱い、5 章は整数型と浮動小数点型、6 章「配列変数」は平均と偏差、ヒストグラム、参照テーブルといった例題のほか、論理演算子、#define による記号定数、2 次元配列までを含みます。7 章「C 言語によるアルゴリズム」で線形探索と二分探索、選択ソート、挿入ソート、バブルソートを実装し、8 章「関数」で関数の定義と呼び出し、値呼び出しと参照呼び出し、関数への配列の渡し方、変数の寿命と通用範囲、局所変数と広域変数、static 記憶クラスを学んで締めくくります。

文法の前にコンピューターの仕組みと流れ図を置く理由

プログラミングの初学者がつまずく原因は、文法の暗記よりも、やりたいことを機械が実行できる手順に分解する段階にあることが少なくありません。C 言語はメモリや CPU の動きに近い水準でプログラムを書く言語なので、変数が値を入れる場所であることや、プログラムが上から順に実行され、条件分岐 と繰り返しで流れが変わることを、仕組みとして理解しているかどうかで学習の速さが大きく変わります。本書が 1 章と 2 章をコードの前に置いているのは、この土台を先に固めるためで、版元の紹介文も、省かれてしまうことがある必須知識を押さえてから C プログラミングに入る点を本書の特徴に挙げています。7 章で探索と 整列のアルゴリズム を自分で書く段階は、配列と繰り返しの理解がそのまま試される場面で、2 章の流れ図で考えた手順をコードに写す練習にもなります。

入門編の範囲の外になる主題、ポインターや構造体

目次の章と節の見出しには、ポインター、構造体、文字列の操作、ファイル入出力、動的なメモリ確保の語は出てきません。8 章に値呼び出しと参照呼び出しの節はあるものの、C 言語の後半の山場になるこれらの主題を章として学ぶ構成ではないため、組み込み開発やシステムプログラミングで C 言語を使う段階まで進みたい人は、本書のあとに続ける一冊を別に用意することになります。著者も、入門書という性格上この本 1 冊でプログラミングのすべてを習得できるわけではないとしたうえで、本書のあとならその先のステップに抵抗なく進めるはずだと述べています。また、他の言語で制御構文や配列をすでに使いこなしている人にとっては、1 章と 2 章が遠回りに感じられるはずです。言語ごとの入門書の選び方を確認したい場合は、プログラミング言語の入門書ガイド が参考になります。

授業や研修で C 言語を学ぶことになったものの、そもそもプログラムがどう動くのかが腑に落ちていない人や、文法の解説から始まる入門書で一度挫折した人にとって、コンピューターの仕組みと流れ図から積み上げる本書は、基礎を取りこぼさずに固め直せる一冊です。章ごとの確認問題と課題に手を動かして取り組めば、関数を使って小さなプログラムを自分で組み立てられる段階まで、無理なく進めます。