ゼロイチゼロイチ...

　いきなりですが問題です．以下のプログラムの出力が「1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1」となるようにするには，/* ??? */と書いた箇所にどのようなコードを書けばいいでしょうか．

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  int i, x = 1;

  for (i = 0; i <= 10; i++) {
    printf("%d ", x);
    /* ??? */
  }
  printf("\n");

  return 0;
}

　さっそくですが解答です．「x = -x;」と書けばいいでしょう．
　この文を実行するごとに，

（実行前の）xの値が1なら，xには-1が代入される
（実行前の）xの値が-1なら，xには1が代入される

ので，出力は「1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1」となります．
　続いてですが問題です．上のプログラムを修正して，プログラムの出力が「0 1 0 1 0 1 0 1 0 1」となるようにします．まず，「x = 1」を「x = 0」に変更します．そして，/* ??? */と書いた箇所にどのようなコードを書けばいいでしょうか．
　これについても解答です．「x = 1 - x;」と書きます．上と同様に，次のことが言えます．

（実行前の）xの値が0なら，xには1 - 0の計算結果である，1が代入される
（実行前の）xの値が1なら，xには1 - 1の計算結果である，0が代入される

　なお，「x = x - 1;」ではありません．これだと，出力は「0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9」となります．
　「x = 1 - x;」の形の代入は，毎年，プログラミング科目でC言語を扱うときの最終回に使用しています．AliceとBobによる，おはじき取りのゲームです．一度に取るのは1個か2個か3個のいずれかとし，最後に取ったほうが負けというルールで，はじめに個数の値をscanfで獲得し，1回分のゲームを実施する（printfで経過を出力していく）というプログラムです．
　プログラムではint p = 0;と宣言して初期化し，この変数の値が0のときはAlice，1のときはBobに対応付けます（playerのpです）．単一のwhileループの中で，残り個数をもとに取る数を決め，「Alice took 3」といった文を出力*1し，それから「p = 1 - p;」を実行します．おはじきの残り個数は別の変数で管理していて，その値が0になると，whileループ*2を抜けまして，そのときのpの値は，最後におはじきを取った人の反対，ということで勝者を意味し，「Winner is Alice」または「Winner is Bob」を出力します．おはじきを取る個数を返すのと，上記のpの値に応じて「Alice」または「Bob」を出力するのは，それぞれ関数を定義してmain関数から呼び出します．
　最初の問題のように，「1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1」と変数の値が変化するプログラムは，授業では使用していませんが，例えば数学の偶置換・奇置換における置換の符号*3を，自前で計算するのに，有用となるかもしれません．
　ここまでを踏まえて最後に，問題です．先ほどの「x = 1 - x;」を変更して，プログラムの出力が「0 -1 0 -1 0 -1 0 -1 0 -1」となるようにします．どのようなコードを書けばいいでしょうか．
　これについても解答です．負の数に関して，2の補数表現が採用されていることを前提とするなら，「x = ~x;」と，ビット反転の単項演算子~*4を使用するのが最も簡潔です．2の補数表現でない場合でも大丈夫なようにしようとすると，「x = -1 - x;」と書けばいいでしょう*5．以下が成り立ちます．

（実行前の）xの値が0なら，xには-1が代入される
（実行前の）xの値が-1なら，xには0が代入される

*1:昨年度までに授業を受けてこの記事を見た人へ．Linux使用の際には日本語メッセージを出力させていましたが，今年度のコマンドラインインタフェースだと，日本語メッセージは文字化けしまして，今回，メッセージはすべてASCII文字で出力するよう，プログラムを変更したのでした．

*2:このループの中に，「Aliceの番」と「Bobの番」の処理を順番に書いているわけではありません．ループ内は「AliceまたはBobの番」の処理にしていまして，pの値が0ならAliceの番，1ならBobの番を意味します．

*3:https://mathtrain.jp/permutation

*4:この演算子は，論理否定の単項演算子!と別物です．ところで，論理演算の評価結果は0または1になることに注意すると，「0 1 0 1 0 1 0 1 0 1」を出力させる問題について「x = !x;」も正解と言えます．

*5:空白はあってもなくても問題ありませんが，「2項演算子は前後に空白を入れる」「単項演算子とそのオペランドの間には空白を入れない」という慣例にもとづくと，「x = -1 - x;」と書くことになります．

わさっきhb

大学（教育研究）とか，親馬鹿とか，和歌山とか，とか，とか．

ゼロイチゼロイチ...