はじめての C
C programming note*1
座標上の 対角線の 長さを 計算する プログラムを 考え、その中に 「構造体を メンバとして 含む 構造体」を 組み込んでいきます。
ここでは、その長さを 求める 対角線は、座標上の 左上と 右下の 2点を むすぶ 直線だと 仮定しておきます。
はじめに 基本となる 「座標の 1つの点を 表わす」 構造体を つくります。
struct {
int x;
int y;
};typedef を つかって、構造体に POINT という 名前を つけておきます。
typedef struct {
int x;
int y;
} POINT;つまり、構造体の メンバとして 先の構造体を 含むように するわけです。
typedef struct {
POINT p1;
POINT p2;
} RECT;それぞれの メンバを 定義するのは、ふつうの 構造体での それと 同じです。
RECT r;
r.p1.x = 2;
r.p1.y = 4;
r.p2.x = 6;
r.p2.y = 1;#include double distance(RECT r)
{
int dx;
int dy;
double dis;
dx = r.p1.x - r.p2.x:
dy = r.p1.y - r.p2.y;
dis = sqrt(dx * dx + dy * dy);
return dis;
}
dx と dy は 座標では 直角三角形の 直角を はさんだ 2辺の 長さと 同じですから、それぞれの 値を 2乗したものの 和の 平方根が、三角形の 他の 1辺 つまり 対角線の 長さに なるわけです。
K&R 2nd では、
sqrt は double の 引数を 仮定しているから、不注意に 他の 型が 渡されると 無意味な 結果を 出す (p56)
ので、キャストを 使って double型に 変更するよう 警告しています。
しかし、sqrt() は マイナスの 値で なければ、引数が int型で あっても 正常に 計算してくれるようです。
また、引数に とる 値 - dx と dy - が マイナスに なっていても、簡単に 対角線の 長さが 求められる 関数 hypot() も あるので、そちらを 使うことも できます。
hypot() は ユークリッド距離関数と 呼ばれ、引数には 直角三角形の 直角を はさんだ 2辺の 長さを とります。
double hypot(double x, double y);dis = hypot(dx, dy);そこで、この仮定の 条件に つねに 合うように、正規化 normalize する 関数も 用意しておきます。
void normalize_rect(RECT *r)
{
int tmp; if (r->p1.x > r->p2.x) {
tmp = r->p1.x;
r->p1.x = r->p2.x;
r->p2.x = tmp;
}
if (r->p1.y < r->p2.y) {
tmp = r->p1.y;
r->p1.y = r->p2.y;
r->p2.y = tmp;
}
}
データを 直接 変更するために、(関数の) 引数には RECT型の ポインタを 渡すように なっている (p206)
からです。
テスト用の プログラムは 次の とおり、
/* calc_dist.c */
#include <stdio.h>
#include <math.h>void normalize_rect();
double distance();
typedef struct {
int x;
int y;
} POINT;
typedef struct {
POINT p1;
POINT p2;
} RECT;
main()
{
double dis;
RECT r;
r.p1.x = 6;
r.p1.y = 1;
r.p2.x = 2;
r.p2.y = 4;
puts("original:");
printf("a == (%d, %d)\n", r.p1.x, r.p1.y);
printf("b == (%d, %d)\n", r.p2.x, r.p2.y);
puts("normalize:");
normalize_rect(&r);
printf("a == (%d, %d)\n", r.p1.x, r.p1.y);
printf("b == (%d, %d)\n", r.p2.x, r.p2.y);
dis = distance(r);
printf("distance a to b: %0.2f\n", dis);
return 0;
}
void normalize_rect(RECT *r)
{
int tmp;
if (r->p1.x > r->p2.x) {
tmp = r->p1.x;
r->p1.x = r->p2.x;
r->p2.x = tmp;
}
if (r->p1.y < r->p2.y) {
tmp = r->p1.y;
r->p1.y = r->p2.y;
r->p2.y = tmp;
}
}
double distance (RECT r)
{
int dx;
int dy;
double dis;
dx = r.p1.x - r.p2.x;
dy = r.p1.y - r.p2.y;
dis = hypot(dx, dy);
return dis;
}
それは、コマンドラインの 末尾に 必ず -lm オプションを つけておく、と いうことです。
$ cc -o calc_dist calc_dist.c -lm(gcc 以外のコンパイラでも、これは 適用されるはずです)
*1:「作ってわかる Cプログラミング」
