初心者向けC/C++演習

C・C++で最大公約数を求める

このレッスンでは、ユークリッドの互除法で2つの整数の最大公約数（GCD）を求めます。

はじめに

2つの数の最大公約数（GCD）は、両方を割り切る最大の数です。ユークリッドの互除法は、数の組(a, b)を(b, aをbで割った余り)に置き換える操作を、余りが0になるまで繰り返して最大公約数を求めます。

大切なポイント

コンパイラの警告（compiler warning）を有効にして、すべての警告を直しましょう。
それぞれの値のデータ型と寿命（lifetime）をしっかり理解しましょう。
入力データと配列のインデックスの範囲は必ずチェックしましょう。

CとC++のコード例

実行 →

main.c

#include <stdio.h>
int main(void) {
    int left = 48, right = 18;
    // Reduce the pair until no remainder remains.
    while (right) { int remainder = left % right; left = right; right = remainder; }
    printf("gcd=%d\n", left);
}

実行結果

gcd=6

C++

実行 →

main.cpp

#include <iostream>
#include <numeric>
int main() {
    // std::gcd implements Euclid's algorithm.
    std::cout << "gcd=" << std::gcd(48, 18) << '\n';
}

実行結果

gcd=6

CとC++の比較

ループのたびにremainder = left % rightを計算し、left = right、right = remainderとします。rightが0になったとき、leftに残った値が最大公約数です。48と18なら、結果はgcd=6です。

Cは小さな手続き型の関数を使い、データがメモリ上でどう表されるかをそのまま見せます。

C++

C++は低レベルの操作もできるまま、ライブラリの型やより安全な抽象化を加えます。

発展問題

両方のバージョンを実行し、コードを書き換えて、それぞれの言語がもたらす安全性の違いを観察しましょう。

不正な入力や境界の値で試しましょう。
警告を増やすフラグ-Wall -Wextra -Wpedanticを付けてコンパイルしましょう。
共通の宣言はヘッダーファイルに、実装は別のファイルに分けましょう。

チャレンジで練習する

このレッスンの内容を使って実際の問題を解きましょう。各チャレンジはブラウザで動き、すぐにテストされ、AI のレビューも受けられます。

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