Programming Essentials - Character Code

コンピュータ上で扱う文字には、全て文字コードがついている。代表的なコードはASCIIコードで、これは英数字と記号から成り立つ。

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
0	NUL	SOH	STX	ETX	EOT	ENQ	ACK	BEL	BS	HT	LF	VT	FF	CR	SO	SI
1	DLE	DC1	DC2	DC3	DC4	NAK	SYN	ETB	CAN	EM	SUB	ESC	FS	GS	RS	US
2		!	"	#	$	%	&	'	(	)	*	+	,	-	.	/
3	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	:	;	<	=	>	?
4	@	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O
5	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z	[	\	]	^	_
6	`	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o
7	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z	{	\|	}	~	DEL

この表は16進数で表したコード表で、たとえば文字コード 0x41 (10進数で 65)に対応するのが文字 'A' を指している。

文字コード 0x00～0x1F(10進0～31)の文字は制御文字と呼ばれ、画面に文字そのものを出すのではなく、出力すると特別な機能をもつような特別な文字となっている。制御文字をキーボードから入れるときは文字コード0x40から0x5Fの文字を、Controlキーを押しながらタイプすれば良い。

制御文字の働きは様々で、たとえば文字コード0x08のBS は「バックスペース」を意味し、直前の文字を消去する機能を持つ。 BackSpaceキーを押すのとC-hを押すのは同じ働きをすることが多い。また、文字コード0x0DのCRは「キャリッジリターン」を意味し、リターンキーを意味する。Returnキーを押すのと C-mをタイプするのとでは同じことを意味することが多い。

C言語の文字コード表現

C言語では文字をシングルクォートで括ると、その文字の文字コードを表す。また、C言語での文字列は char 型配列で表現する。文字列 "hello" を宣言する方法はいくつかある。以下のどれも同じ。


  char s[] = "hello";
 
 char s[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
 
 char s[6];
 s[0]='h'; s[1]='e'; s[2]=s[3]='l';
 s[4]='o'; s[5]='\0';

文字コードを数値に直す

文字列 "123" を数値に直す場合を考えてみよう。この文字列は

添字	[0]	[1]	[2]	[3]
値	`'1'`	`'2'`	`'3'`	`'\0'`
数値	`49 0x31`	`50 0x32`	`51 0x33`	`0 0x0`

という配列構成になっている。これを整数 123 (ひゃくにじゅうさん) に直すには、1を100倍したものと、2を10倍したものと3を足せば良い。文字列 "123" の各要素から、1、2、3を取りだすには、各要素に入っている数値(文字コード)から0x30('0'の文字コード)を引けば良い。

文字コードを、その文字コードが表す数値に直すには、文字コードから '0' (0x30=48) を引けば良い

数値文字列を多倍長配列へ

文字列を、多倍長を表す配列に直すには、元となるchar型配列の各要素から '0'を引いた値を多倍長配列に入れて行けば良い。

char s[] = "123";	/* 元となる文字列 "123" */
char tabai[3];		/* 多倍長を入れる配列. 文字列じゃないので末尾の
			   \0 を入れなくて良いので長さは3でよい */
tabai[0] = s[2] - '0';	/* '3' - '0' = 51 - 48 = 3 */
tabai[1] = s[1] - '0';	/* '2' - '0' = 50 - 48 = 2 */
tabai[2] = s[0] - '0';	/* '1' - '0' = 49 - 48 = 1 */

この操作で、配列tabai[] の値は以下のようになる。配列添字が右からになっていることに注意。

上記のプログラムは、3桁決めうちで良くない。これを任意の桁で可能になるようにforループで行なうと以下のようになる。

添字	`[2]`	`[1]`	`[0]`
値	`1`	`2`	`3`

int len=strlen(s)-1;	/* s[] = "123" の長さは3。1を引くと最後の添字 */
for (i=0; i<sizeof tabai; i++) {
  tabai[i] = s[len-i] - '0';
}

読み込んだ文字列を多倍長配列へ

fgets()関数で読み込んだ文字列を多倍長配列で表した数値に直してみよう。

まず、最大桁数を100桁と見込んで文字列を読み込む部分を作ろう。

#define MAXKETA		100

int main()
{
  char buf[MAXKEA+2];	/* 改行文字と \0 の分の2を足す */
  printf("ながーい桁数の数を入れてね: ");
  fgets(buf, sizeof buf, stdin);
   :
   :  
}

これで char 型配列 buf に数値を表す文字列を入れる。ユーザが "2044628351" と入力した場合を考えよう。この場合、読み込んだ文字列のおしりの方から要素を1つずつ取り出し、その値から '0' を引いたものを多倍長配列に入れていく。

以上の考察から、bufに読み込んだものを多倍長配列に直すプログラム断片は以下のようになる。

char buf[MAXKEA+2];
char tabai[MAXKETA];
int i, tail;
printf("ながーい桁数の数を入れてね: ");
fgets(buf, sizeof buf, stdin);
if ('\n' == buf[strlen(buf)-1]) {
  buf[strlen(buf)-1] = '\0';	/* 末尾の改行文字があれば潰す */
}
tail = strlen(buf)-1;		/* 文字列bufの末尾の添字位置 */
/* 最初に tabai 配列を全部0にする */
for (i=0; i<MAXDATA; i++) {
  tabai[i] = 0;
}
/* 続いて読み込んだbuf文字列を多倍長に変換 */
for (i=0; i<strlen(buf); i++) {
  tabai[i] = buf[tail-i] - '0';
}

これを利用して、キーボードから大きな数値を2つ読み込んで、それを多倍長で足し算するプログラムを作ろう。先ほど作った 10keta.cを改良し、以下のようにした。

tabaiadd.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAXKETA	100	        /* 最大100桁 */


int main()
{
  char buf[MAXKETA+2];          /* 読み込みバッファ */
  char x[MAXKETA], y[MAXKETA];  /* 多倍長配列 */
  char z[MAXKETA];              /* 答えを入れる配列 z[]; */

  int i, tail, sum;             /* sum は各桁を足した結果一時保存 */
  int kuriage=0;		/* 繰り上げを保存 */

  /* まず多倍長配列の要素を全部0にしておく */
  for (i=0; i<MAXKETA; i++) {
    x[i] = y[i] = z[i] = 0;
  }
  /* 巨大数値その1の読み込み */
  printf("ながーい桁数の数(1)を入れてね: ");
  fgets(buf, sizeof buf, stdin);
  if ('\n' == buf[strlen(buf)-1]) {
    buf[strlen(buf)-1] = '\0';  /* 改行文字があれば潰す */
  }
  tail = strlen(buf)-1;         /* おしりの添字番号 */
  for (i=0; i<strlen(buf); i++) {
    x[i] = buf[tail-i] - '0';
  }

  /* 巨大数値その2の読み込み */
  printf("ながーい桁数の数(2)を入れてね: ");
  fgets(buf, sizeof buf, stdin);
  if ('\n' == buf[strlen(buf)-1]) {
    buf[strlen(buf)-1] = '\0';  /* 改行文字があれば潰す */
  }
  tail = strlen(buf)-1;         /* おしりの添字番号 */
  for (i=0; i<strlen(buf); i++) {
    y[i] = buf[tail-i] - '0';
  }

  /* 実際の足し算 */
  for (i=0; i<MAXKETA; i++) {
    sum = x[i]+y[i]+kuriage;
    z[i] = sum%10;	/* 10で割った余り == その桁の答 */
    kuriage = sum/10;	/* 10で割った商 == 繰り上げ */
  }

  for (i=MAXKETA-1; i>=0; i--) {
    printf("%d", z[i]);
  }
  puts("");		/* 改行のみ出力 */

}

読み込んだ文字列	`"2044628351\n"`
改行を切り取った文字列	`"2044628351"`
改行を切り取った長さ	`10`
1の位のある添字位置	`10-1=9`

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