まあ、日々の記録なんとなく

計算機とか、数学とか、その他

「超ひも理論をパパに習ってみた　天才物理学者・浪速阪教授の７０分講義」

bookclub.kodansha.co.jp
橋本 幸士

【予習】異次元パパ
【第0講義】一日10分で異次元がわかる、ってウマい話
【第1講義】陽子の謎と、1億円
【第2講義】異次元が見えていないワケ
【第3講義】空間の次元を力で数えよう
【第4講義】陽子の兄弟が多すぎる、という謎
【休憩】科学者の世界を覗いてみた
【第5講義】異次元を使って陽子の兄弟を説明する
【第6講義】超ひも理論によると「次元はまやかし」！
【第7講義】陽子の謎とブラックホール
【復習】結局、異次元はあるんでも無いんでも、ない

\sqrt{x}

「ポインタ完全制覇」1-3 ポインタについて

1-3-1 そもそも、悪名高いポインタとは何か

  • 「ポインタは、他の変数のアドレスを内容とする変数」（by K&R）
    • ポインタといえば変数であるかのように説明されているが、実際には必ずしもそうではない（そうではないとはどういうことなんだろう）
  • ポインタ型
    • ポインタ型という型が単独で存在するわけではなく、他の型から派生することにより作り出される（他の型、int型とか、は単独で存在可能）
      • 被参照型Tから派生されるポインタ型はTへのポインタと呼ぶ
      • intへのポインタ型、doubleへのポインタ型とか
      • ポインタ型は型なので、ポインタ型の変数もポインタ型の値もある
intという型は整数を表す
intは型なので、int型を格納するための変数もある
int型の値もある

ポインタ型も同じく、
ポインタ型はメモリアドレスを表す
ポインタは型なので、ポインタを格納するための変数もある
ポインタ型の値もある

1-3-2 ポインタに触れてみよう

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int hoge = 5;
    int piyo = 10;
    int *hoge_p;

    printf("&hoge..%p\n", (void*)&hoge);
    printf("&piyo..%p\n", (void*)&piyo);
    printf("&hoge_p..%p\n", (void*)&hoge_p);

    return 0;
}

「C言語ポインタ完全制覇」題0章

0-1 本書の狙い

  • 何故Cのポインタはこれほどまで難しいと言われてしまうのか、メモリとアドレスの概念（ポインタはアドレスだ的な観点）を知っただけではソレを使いこなすことは出来ない
    • Cの奇妙な宣言の構文（宣言まわりの混乱した文法）
    • 配列とポインタの妙な交換性
  • ポインタはデータ構造を構築するために必須

0-2 対象読者と構成

  • Cを使っているが（何不自由なく）、実は理解が曖昧「なんか皆がこう書いているから、同じように書いている」では悲しい
  • 構成
    • 第1章：まずは基礎から ー 予備知識と復習
    • 第2章：実験してみよう ー Cはメモリをどう使うのか？
    • 題3章：Cの文法を解き明かす ー 結局のところ、どういうことなのか？
    • 第4章：定石集 ー 配列とポインタのよくある使い方
    • 第5章：データ構造 ー ポインタの真の使い方
    • 第6章：その他 ー 落ち葉拾い

「C言語ポインタ完全制覇」

gihyo.jp

  • 著者のサポートページ http://www.kmaebashi.com/seiha2/index.html
    • C言語の「配列」と「ポインタ」に関する本（この本の存在理由は、Cの文法がクソ、よくいえば宣言まわりのそれが奇ッ怪なため、それの問題点がゴロゴロ、それがいい加減）
    • Cのプログラミングではポインタを避けて通ることは不可能
    • Cの配列とポインタの間の妙な交換性
第0章　本書の狙いと対象読者―イントロダクション
0-1　本書の狙い
0-2　対象読者と構成

第1章　まずは基礎から―予備知識と復習
1-1　Cはどんな言語なのか
1-1-1　Cの生い立ち
【補足】アセンブリ言語？ アセンブラ？
【補足】Bってどんな言語？
1-1-2　文法上の不備・不統一
1-1-3　Cのバイブル―K&R
1-1-4　ANSI C以前のC
1-1-5　ANSI C（C89/90）
1-1-6　C95
1-1-7　C99
1-1-8　C11
1-1-9　Cの理念
1-1-10　C言語の本体とは
1-1-11　Cは，スカラしか扱えない言語だった
1-2　メモリとアドレス
1-2-1　メモリとアドレス
1-2-2　メモリと変数
【補足】size_t型
1-2-3　メモリとプログラムの実行
1-3　ポインタについて
1-3-1　そもそも，悪名高いポインタとは何か
1-3-2　ポインタに触れてみよう
1-3-3　アドレス演算子，間接演算子，添字演算子
【補足】本書に載っているアドレスの値について―16進表記
【補足】宣言にまつわる混乱―どうすれば自然に読めるか？
【補足】hogeって何だ？
1-3-4　ポインタとアドレスの微妙な関係
【補足】実行時には，型の情報も変数名も，ない
1-3-5　ポインタ演算
1-3-6　ヌルポインタとは何か？
【補足】NULLと0と''と
1-3-7　実践―関数から複数の値を返してもらう
1-4　配列について
1-4-1　配列を使う
【補足】Cの配列はゼロから始まる
1-4-2　配列とポインタの微妙な関係
1-4-3　添字演算子[]は，配列とは無関係だ！
【補足】シンタックスシュガー
1-4-4　ポインタ演算という妙な機能はなぜあるのか？
1-4-5　ポインタ演算なんか使うのはやめてしまおう
【補足】引数を変更してよいのか？
1-4-6　関数の引数として配列を渡す（つもり)
【補足】配列を値渡しするなら
1-4-7　関数の仮引数の宣言の書き方
【補足】なぜCは，配列の範囲チェックをしてくれないのか？
1-4-8　C99の可変長配列―VLA
第2章　実験してみよう―Cはメモリをどう使うのか
2-1　仮想アドレス
【補足】scanf()について
【補足】未定義，未既定，処理系定義
2-2　Cのメモリの使い方
2-2-1　Cにおける変数の種類
【補足】記憶域クラス指定子
2-2-2　アドレスを表示させてみよう
2-3　関数と文字列リテラル
2-3-1　書き込み禁止領域
2-3-2　関数へのポインタ
2-4　静的変数
2-4-1　静的変数とは
2-4-2　分割コンパイルとリンク
2-5　自動変数（スタック）
2-5-1　領域の「使い回し」
2-5-2　関数呼び出しで何が起きるか？
【補足】呼び出し規約―Calling Convention
2-5-3　自動変数をどのように参照するのか
【補足】自動変数の領域は，関数を抜けたら解放される！
2-5-4　典型的なセキュリティホール―バッファオーバーフロー脆弱性
【補足】OSによるバッファオーバーフロー脆弱性対策
2-5-5　可変長引数
【補足】assert()
【補足】デバッグライト用の関数を作ってみよう
2-5-6　再帰呼び出し
2-5-7　C99の可変長配列（VLA）におけるスタック
2-6　malloc( )による動的な領域確保（ヒープ）
2-6-1　malloc( )の基礎
【補足】malloc( )の戻り値をキャストするべきか
2-6-2　malloc( )は「システムコール」か？
2-6-3　malloc( )で何が起きるのか？
2-6-4　free( )したあと，その領域はどうなるのか？
【補足】Valgrind
2-6-5　フラグメンテーション
2-6-6　malloc( )以外の動的メモリ確保関数
【補足】サイズが0でmalloc( )
【補足】malloc( )の戻り値チェック
【補足】プログラムの終了時にもfree( )しなければいけないか？
2-7　アラインメント
【補足】構造体のメンバ名も，実行時には，ない
2-8　バイトオーダー
2-9　言語仕様と実装について―ごめんなさい，ここまでの内容はかなりウソです

第3章　Cの文法を解き明かす―結局のところ，どういうことなのか？
3-1　Cの宣言を解読する
3-1-1　英語で読め
3-1-2　Cの宣言を解読する
【補足】最近の言語だと，型は後置のものが多い
3-1-3　型名
【補足】せめて，間接演算子*が後置になっていれば……
3-2　Cの型モデル
3-2-1　基本型と派生型
3-2-2　ポインタ型派生
3-2-3　配列型派生
3-2-4　「配列へのポインタ」とは何か？
3-2-5　C言語には，多次元配列は存在しない！
3-2-6　関数型派生
3-2-7　型のサイズを計算する
3-2-8　基本型
3-2-9　構造体と共用体
3-2-10　不完全型
3-3　式
3-3-1　式とデータ型
【補足】「式」に対するsizeof
3-3-2　左辺値とは何か―変数の2つの顔
【補足】左辺値という言葉の由来は？
3-3-3　配列→ポインタの読み替え
3-3-4　配列とポインタに関係する演算子
3-3-5　多次元配列
【補足】演算子の優先順位
3-4　続・Cの宣言を解読する
3-4-1　const修飾子
3-4-2　constをどう使うか？どこまで使えるか？
【補足】constは#defineの代わりになるか？
3-4-3　typedef
3-5　その他
3-5-1　関数の仮引数の宣言（ANSI C版）
【補足】関数の仮引数の宣言に関するK&Rでの説明
3-5-2　関数の仮引数の宣言（C99版）
3-5-3　空の[ ]について
【補足】定義と宣言
3-5-4　文字列リテラル
【補足】文字列リテラルは，charの「配列」だ
3-5-5　関数へのポインタにおける混乱
3-5-6　キャスト
3-5-7　練習―複雑な宣言を読んでみよう
3-6　頭に叩き込んでおくべきこと―配列とポインタは別物だ!!
3-6-1　なぜ混乱してしまうのか
3-6-2　式の中では
3-6-3　宣言では

第4章　定石集―配列とポインタのよくある使い方
4-1　基本的な使い方
4-1-1　戻り値以外の方法で値を返してもらう
4-1-2　配列を関数の引数として渡す
4-1-3　動的配列―malloc( )による可変長の配列
【補足】他言語の配列
4-2　組み合わせて使う
4-2-1　動的配列の配列
【補足】ワイド文字
4-2-2　動的配列の動的配列
4-2-3　コマンド行引数
4-2-4　引数経由でポインタを返してもらう
【補足】「ダブルポインタ」って何？
4-2-5　多次元配列を関数の引数として渡す
4-2-6　多次元配列を関数の引数として渡す（VLA版）
4-2-7　縦横可変の2次元配列をmalloc( )で確保する（C99）
【補足】Cの多次元配列は「行優先」だ
【補足】ANSI Cで縦横可変の2次元配列を実現する
【補足】JavaやC#の多次元配列
4-2-8　配列の動的配列
4-2-9　変に凝る前に，構造体の使用を考えよう
4-2-10　可変長構造体（ANSI C版）
【補足】可変長構造体確保時のサイズ指定について
4-2-11　フレキシブル配列メンバ（C99）
【補足】ポインタは，配列の最後の要素の次の要素まで向けられる

第5章　データ構造―ポインタの真の使い方
5-1　ケーススタディ1：単語の使用頻度を数える
5-1-1　例題の仕様について
【補足】各種言語における「ポインタ」の呼び方
【補足】参照渡し
5-1-2　設計
【補足】ヘッダファイルの書き方について
5-1-3　配列版
5-1-4　連結リスト版
【補足】ヘッダファイルのパブリックとプライベート
【補足】同時に複数のデータを扱えるようにするには
【補足】イテレータ
5-1-5　検索機能の追加
【補足】倍々ゲーム
5-1-6　その他のデータ構造
5-2　ケーススタディ2：ドローツールのデータ構造
5-2-1　例題の仕様について
5-2-2　各種の図形を表現する
【補足】座標系の話
5-2-3　Shape型
5-2-4　検討―他の方法は考えられないか
【補足】なんでも入る連結リスト
5-2-5　図形のグループ化
5-2-6　関数へのポインタの配列で処理を振り分ける
5-2-7　継承とポリモルフィズムへの道
【補足】本当に，draw( )をShapeに入れていいのか？
5-2-8　ポインタの怖さ
5-2-9　で，結局ポインタってのは何なのか？

第6章　その他―落ち穂拾い
6-1　新しい関数群
6-1-1　範囲チェックが追加された関数（C11）
【補足】restrictキーワード
6-1-2　静的な領域を使わないようにした関数（C11）
6-2　落とし穴
6-2-1　整数拡張
6-2-2　「古い」Cでfloat型の引数を使ったら
6-2-3　printf( )とscanf( )
6-2-4　プロトタイプ宣言の光と影
6-3　イディオム
6-3-1　構造体宣言
6-3-2　自己参照構造体
6-3-3　構造体の相互参照
6-3-4　構造体のネスティング
6-3-5　共用体
6-3-6　無名構造体/共用体（C11）
6-3-7　配列の初期化
6-3-8　charへのポインタの配列の初期化
6-3-9　構造体の初期化
6-3-10　共用体の初期化
6-3-11　要素指示子付きの初期化（C99）
6-3-12　複合リテラル（C99）