C言語入門編6:標準入力から2次元配列のデータを読み込もう

// 標準入力から 2 次元配列のデータを読み込もう
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

    int n, m;
    sscanf(buf, "%d %d", &n,  &m);
    printf("ドット絵の大きさ： %d × %d\n", n, m);

}

// 標準入力から 2 次元配列のデータを読み込もう
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

    int n, m;
    sscanf(buf, "%d %d", &n,  &m);
    printf("ドット絵の大きさ： %d × %d\n", n, m);

}

// 標準入力から文字のドットデータを読み込む
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    int n, m;

    // 標準入力から、ドットの縦横の大きさの n と m を受け取る



    int **letters;
    letters = malloc(sizeof(int *) * n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        letters[i] = malloc(sizeof(int) * m);
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            // 標準入力からドットのデータの 0 1 を読み込んで、そのまま letters[i][j] に代入する



        }
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (letters[i][j] == 1) {
                printf("@");
            } else {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

// 標準入力から文字のドットデータを読み込む
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    int n, m;

    // 標準入力から、ドットの縦横の大きさの n と m を受け取る



    int **letters;
    letters = malloc(sizeof(int *) * n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        letters[i] = malloc(sizeof(int) * m);
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            // 標準入力からドットのデータの 0 1 を読み込んで、そのまま letters[i][j] に代入する



        }
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (letters[i][j] == 1) {
                printf("@");
            } else {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

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演習1

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演習課題「標準入力から文字のドットデータを読み込む」

右のコードエリアには、n × m の領域を確保するコードがあります。
コードを 2 箇所に追加して、標準入力から読みこんだデータを確保した領域に格納してください。

ただし、入力として、
1 行目に縦と横の大きさ n、m がスペース区切りで与えられます。
2 行目以降に n 行でドットのデータがスペース区切りで与えられます。

プログラムを実行して、正しく出力されれば演習課題クリアです！

入力される値

6 22
0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0

標準入力からの値取得方法はこちらをご確認ください

期待する出力値

  @@    @@@@@    @@@@ 
 @  @   @    @  @    @
@    @  @@@@@   @     
@@@@@@  @    @  @     
@    @  @    @  @    @
@    @  @@@@@    @@@@

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詳しい説明を読む

＃09:標準入力から2次元配列のデータを読み込もう

応用として、標準入力から受け取ったドット絵のデータを、動的に確保したデータ領域に読み込んでみます。

使用するドット絵データ

7 16
0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1
0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1
1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0

標準入力から値を受け取る

標準入力からスペース区切りの 2 つの整数を受け取るには、次のように記述します。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

    int x, y;
    sscanf(buf, "%d %d", &x, &y);
}

※ この方法では、決められた個数でしか区切ることができません。
今回のように n 個のデータに区切りたいときは、scanf などを使う必要があります。

2 次元配列のように使える領域を確保する (malloc)

2 次元配列のように使える領域 (n × m の領域) は次のように確保できます。

int **enemy_image;
enemy_image = malloc(sizeof(int *) * n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
    enemy_image[i] = malloc(sizeof(int) * m);
}

この処理を追っていくと、以下のようになります。

1. はじめに、「int へのポインタへのポインタ」の enemy_image 変数を宣言しています。

2. 次に、enemy_image = malloc(sizeof(int ∗) ∗ n); としています。
これによって、enemy_image には、「int ∗」型の値を n 個格納できる領域の先頭のアドレスが代入されます。
よって、enemy_image は「int ∗ 型の値を要素としてもつ配列」のように使うことができます。

3. その後で、ループ処理で、enemy_image[i] = malloc(sizeof(int) ∗ m); としています。
これによって、各 enemy_image[i] には、int 型の値を m 個格納できる領域の先頭のアドレスが代入されます。
よって、各 enemy_image[i] は「int 型の値を要素として持つ配列」のように使うことができます。

つまり、enemy_image は「m 個の int を格納できる領域へのポインタ」を n 個格納する配列のように使うことができます。

scanf

scanf に変換指定子の「%s」や「%d」を使うと、標準入力から空白文字で区切られたデータを 1 つずつ読み込むことができます。
空白文字とは、タブ、スペース、改行などを指します。

たとえば、以下のコードでは 5 個のデータを標準入力から読み込むことができます。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int x;
        scanf("%d", &x);
        printf("%d\n", x);
    }
}

入力として次のデータが与えられたとき、

10
20 30 40
50

出力は次のようになります。

※ scanf は便利な関数ですが、以下のような問題点が指摘されています。
・「%d」を使ったとき：数値以外が入力されると、そのデータは読み込まれず、標準入力のストリーム上に残ってしまう。
・「%s」を使ったとき：用意した配列よりも長い文字列が入力されると、配列の領域を超えてデータが書き込まれてしまう。

このような問題点を回避するため、 fgets と sscanf の使用が推奨される場合があります。

free で領域を開放する

malloc で以下のように領域を取得したとき、

int **enemy_image;
enemy_image = malloc(sizeof(int *) * n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
    enemy_image[i] = malloc(sizeof(int) * m);
}

次のようにして領域を開放します。

for (int i = 0; i < n; i++) {
    free(enemy_image[i]);
}
free(enemy_image);

先に「free(enemy_image);」を実行すると、各 enemy_image[i] にアクセスできなくなってしまうので、
この順番で開放をおこなう必要があります。

作成したコード

このチャプターで作成したコードです。

// 標準入力から 2 次元配列のデータを読み込もう
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

    int n, m;
    sscanf(buf, "%d %d", &n,  &m);
    // printf("ドット絵の大きさ： %d × %d\n", n, m);

    int **enemy_image;
    enemy_image = malloc(sizeof(int *) * n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        enemy_image[i] = malloc(sizeof(int) * m);
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            int x;
            scanf("%d", &x);
            enemy_image[i][j] = x;
        }
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (enemy_image[i][j] == 1) {
                printf("#");
            } else {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        free(enemy_image[i]);
    }
    free(enemy_image);
}

参考になるWebページ

- C言語で２次元配列を動的に割り当てる４つの方法 - Flying
https://tondol.hatenablog.jp/entry/20090713/1247426321

- scanf
https://ja.wikipedia.org/wiki/Scanf

プログラミング学習 > C言語入門編 > C言語入門編6: 多次元配列を理解しよう > 標準入力から2次元配列のデータを読み込もう

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出力タイプ：

6 22
0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0
0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0