B問題

B-1 if・switch-caseの復習

ファイル名：ex04b1.c

以下は，ハンドアウトLec04-6にあるif文を用いた月末日判定のプログラムをもとに，switch-case文を用いて同じ機能を実現したものである．以下の指示に従って足りない部分を補い，プログラムを完成させよ．なお，うるう年は考慮しなくてよい．

• 下線部________の中を補う
• /* ここに必要なプログラムを書く */ と書かれている部分を補う
• break文が必要な箇所を探して補う

注意：プログラムが正しく動作するか確かめる際には，上記の実行例で示されている月日の入力以外の場合でも試してみる必要がある．どんな条件で試すべきか，よく考えること

 #include <stdio.h>
main()
{
  int m,d;
  
  printf("月と日を空白で区切って入力してください : ");
  scanf("%d %d",&m, &d);
  
  switch (________) {

     /* ここに必要なプログラムを書く */

     switch (________) {
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日\n",m,d);
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日ではない\n",m,d);
       }

     /* ここに必要なプログラムを書く */

     switch (_____) {
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日\n",m,d);
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日ではない\n",m,d);
       }

     /* ここに必要なプログラムを書く */

     switch (_____) {
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日\n",m,d);
       ________:
         printf("%d月%d日は月の最後の日ではない\n",m,d);
       }
 }
}

[実行例]

% ./a.out
月と日を空白で区切って入力してください : 1 1
1月1日は月の最後の日ではない

% ./a.out
月と日を空白で区切って入力してください : 1 31
1月31日は月の最後の日

B-2 コラッツの問題

ファイル名：ex04b2.c

ドイツの数学者コラッツは任意の0でない自然数 n に対して、

• n が偶数の場合、n を 2 で割る
• n が奇数の場合、n に 3 をかけて 1 を足す

という操作を繰り返すと、最終的に n は 1 になる、と予想した。これを コラッツの問題 と呼ぶ。

この問題はまだ証明はされていないものの、実際に任意の自然数 n に対してこの通りとなるか、コンピュータのプログラムで確かめることができる。

以下に示すフローチャートを参考にし、下線部および指示された部分を補ってプログラムを完成させよ。ただし、フローチャートには一部の画面表示の処理などは記入されていない。これらの処理についてはプログラム内で適切な場所を自分で考え、printf文などを入れること。

#include <stdio.h>
main()
{
  int n;
  
  printf("0でない自然数nを入力\n");
  scanf("%d", &n);
  
  while ( _______ ) {

/* この部分に必要なプログラムを補う */    
   
 }
 printf("終了します\n");
  
}

[実行例]

% ./a.out
0でない自然数nを入力
3
n = 10
n = 5
n = 16
n = 8
n = 4
n = 2
n = 1
終了します

B-3 コラッツの問題プログラムの改良

ファイル名：ex04b3.c

#B-2 コラッツの問題で作成したプログラムに改良を加えて、以下のように計算の途中経過や計算回数がわかるようにしたい。

[実行例]

% ./a.out
0でない自然数nを入力
3
1回目
3は奇数
次の n = 10

2回目
10は偶数
次の n = 5

3回目
5は奇数
次の n = 16

4回目
16は偶数
次の n = 8

5回目
8は偶数
次の n = 4

6回目
4は偶数
次の n = 2

7回目
2は偶数
次の n = 1

7回目でn = 1 になりました

このプログラムを実現するためには、

• 計算回数を記録する変数の追加
• 毎回の n の状態（偶数か奇数か）を表示する機能の追加
• 次の n を表示する機能の追加
• 何回目で n=1 となったかを表示する機能の追加

が必要である。これらの機能追加を行い、プログラムを完成させよ。

ポイント

機能追加をプログラム内のどこで行うか（ループの前，ループの中，ループの後）についてよく考えること

また，whileループの中およびループの終了後に変数の値がどうなっているのかをよく確認すること