先週木曜の授業のやりとりを再現してみました．
例題は，授業のものから簡単化しています．最終的な答えを書いていないのは，意図的なものです．
学生と教員の対話は最初から最後まで継続しているのではなく，教員は他の学生の状況を見るため巡回しています．小見出しは，「間」といいますか，一巡してまた気になる学生のところに戻った，とお考えください．
課題
以下は，「10個のint型の値を配列に格納し，その中から最大値を求めるプログラム」になっていない．正しく動作するよう，プログラムを修正しなさい．
#include <stdio.h> int main(void) { int a[10]; int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]); int max; int i; for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &a[i]); } for (i = 0; i < n; i++) { max = a[i]; } printf("max = %d\n", max); return 0; }
if文でフィルタリング
「先生，これ，for文の中で毎回maxの値が変わるのが，おかしいんですよね?」
「そうですね．そこが肝心です．で，どうしますか?」
「ええっと，if文を使って…」
for (i = 0; i < n; i++) { if (max > a[i]) { max = a[i]; } }
「はいそんな感じ…って，これはおかしいなあ」
「あれ? 先生の授業で，そうなっていませんでしたっけ?」
「授業で使用した例題は，最大値と最小値と合計を，一つのforループで求めようとしていたので，紛らわしいですね．この問題では，最大値のみです．…今書いたプログラムは，どんなときにmaxの値が変わりますか?」
「ええっと，maxの値が，a[i]の値よりも大きいときです」
「はい，そういうときに，maxの値を，a[i]の値に代入するってことですから，その代入によって，maxの値は，大きくなりますか小さくなりますか?」
「あっ!!」
初期化しよう
「先生，条件は修正しました」
「で，うまく動きます?」
「10個，入力を入れるのが面倒なんですが…」
「ああそこはですね，当面の間，配列変数の宣言のa[10]を，a[3]くらいにしておくといいよ」
「あ，なるほど!」
「で，期待する最大値になりましたか?」
「はい，なりました」
「あれ，おかしいなあ．そのままじゃまずいんだけど」
「何かおかしいですか?」
「うーん，ちょっとすまんが，不等号の向きを逆にしてくれますか．if文の」
「はい．これで実行ですね」
「そうすると，入力した中で最小値が求められるはずですが…見事に変な値になっていますね」
「あれ? こんな数字，プログラムに書いてないんですけど」
「変数の初期化忘れのせいですね*1」
「初期化…?」
「一度もイコールの左にない，すなわち初期化されていないのに，その変数が式の中で書かれていて値が参照されている，というものがあります．探してみてください」
「分かりました…」
初期値0
「先生，分かりました! maxですね」
「そう，maxの初期化が必要でした．で，どう対処しました?」
「for文の前に，max = 0;と書きました」
「うーん，それは望ましくないなあ」
「変数宣言のところで，int max = 0;としないと，ダメですか?」
「いや，そういう問題ではないです．実はあとあとのことを考えると，forとforの間のほうがいいですよ．…入力がですね，負の値ばかりだったら，どうしますか?」
「マイナスを取り除いて入力してもらう，のはアカンか」
「言いながら不安になっていくように，それはダメですね．入力する人にとって手間だし，正の値と負の値が混在するときにはうまくいかないし，というか，絶対値が最大のものを求めることになるのは，出題異図ではないので」
「えっと…」
初期値-2147483648
「んでそうきたか」
「はい，int型の最小値で，初期化しました」
「max = -2147483648;ですね．いろいろまずいです．規格として，これがint型の最小値であることが，保証されていませんので」
「これ，32ビットの最小値ですよね?」
「ええ，2の補数表現で，という条件もつきますが．まあそこより気にしないといけないのは，int型が32ビット，すなわち4バイトであるというのが保証されていないことですね」
「じゃあ，intのサイズに依存しないように書かないといけないのですか…」
「はい，そうです．思っているより，答えは簡単なんですよ」
「えっと…」
上の会話では，「いろいろまずい」のもう一つの理由が書けていません．
「-2147483648」という，値の書き方が不適切です．実際，gcc -Wallでコンパイルすると，「this decimal constant is unsigned only in ISO C90」という警告が出ます．この式はリテラル（これで一つの値）ではなく，単項演算子のマイナスと，整数定数の「2147483648」に分かれ，「2147483648」はint型で表現できる範囲を超えているのです．
どうしてもint型の最小値を書きたければ，そして対象とする処理系ではintが32ビットであり，2の補数表現をとることが分かっているときは，「-2147483647 - 1」としなければならない，というのは私自身も最近知ったノウハウです．むしろ「#include
暫定首位
「先生，maxの初期値に何を書けばいいか，分かりません．アドバイスください」
「はいはい…そうですね，0オリジンと1オリジンの違いから，攻めますか」
「何ですか，それ?」
「物事を，0から数え始めるか，1から数え始めるか，です」
「え?」
「ふたつあるfor文は，ともに，0から数え始めていますね」
「あ，はい」
「なぜですか?」
「配列が，0から始まるからです」
「そうですね．正確には，配列の添え字ですが．上のfor文はそのままにして，下のfor文を，1オリジンにすると，どうでしょうね」
「……」
「うーん，じゃあ，ヒントを変えます．配列の要素数を，a[1]としたら，最大値は何ですか?」
「…1個の要素ってことですよね?」
「そうです」
「なら，forもifも不要で，a[0]の値です」
「1個だけの配列なら，そうです．それを，3個でも，100個でも，10000個でも成り立つように，初期値とfor文を定めてください」
「……」
「まだダメですか．ではまた別のヒントを．テレビはよく観ますか?」
「ええまあ人並みには」
「でですね，フィギュアスケートを思い浮かべてください．点数をつけて1位を決める競技なら何でもいいのですが」
「あ，はい」
「実際には2位以下も決めるのですが，1位だけに着目しましょう．最初の演者が終え，点数が出たら，その人は何位ですか?」
「…暫定首位ってやつですか?」
「そうです．で，次の演者と，暫定首位の人の点数を比べて，新しい人のほうが高ければ，そちらが暫定首位に代わりますね」
「ええ」
「暫定首位を，このプログラムの変数maxと見ると，何か見えてきませんか?」
「あ，分かった気がします」
a[0]とa[0]を比較している
「やっと意図通りになりましたね」
「ええ．max = a[0];にすればよかったとは」
「プログラムは動作しますが，少しだけ無駄がある，と言いますかそのコードでは『暫定首位』の考え方をきちんと理解していない，と思われますので，もう少しだけ，修正しましょう」
「え，ダメですか?」
「いえ，見た目はほんの小さなことです．scanfがないほうのfor文で，最初は，何と何を比較しますか?」
「maxと，a[0]です」
「そこに無駄はありませんか?」
「え……」
初期値a[i]
あっちで手を挙げてるよ．はいはい…．
「先生，うまく動かないんですが」
「はい，じゃあ見てみますか．…あれれ，forとforの間に，max = a[i];ですか」
「初期化してみたんですが」
「その初期化は，失敗ですねえ」
「ええ」
「iの値は，いくらですか?」
「はい!? …」
「forの外でも，今修正したこのプログラムなら，iの値は一つ決まります．ここでは，一つ目のfor文を抜けたときのiの値です」
「n…ですか?」
「そうですね．i
*1:さらに言うと，初期化していなかった変数にたまたま入っていた値が，マイナスで絶対値の大きな数になっていて，0にせよ2にせよ，例として与えるような入力よりも小さいため，最大値を求める際には書き換わって，最小値を求める際には書き換わらなかったのでした．
