正しい結果が表示されない

質問

以下のプログラムはガウスの消去法を使って
解を求めるプログラムです。
しかし、gauss関数にprintf関数を入れてコンパイルすると
正しい結果
5
3
1
0
0
がでますが、gauss関数にprintf関数をいれずmain関数に書くと
0
0
0
0
0
となります。　なぜでしょうｊか？？

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define N 5

void gauss(double a[N][N+1]);

int main(){
double a[N][N+1] = { { 1,-1,-1,-1,-1, 1},
{-1, 1,-1,-1,-1,-3},
{-1,-1, 1,-1,-1,-7},
{-1,-1,-1, 1,-1,-9},
{-1,-1,-1,-1, 1,-9}
};

double x[N];
int i;

gauss(a);

printf("\n[x]=\n"); /* x[i] を表示する */
for(i=0; i<N; i++){
printf(" %8.3lf\n", x[i]);
}

return(0);
}

void gauss(double a[N][N+1])
{
int i,j,k,p;
double m, pmax, s, x[N];
for(k = 0; k < N-1; k++){ /* ピボット操作 */
p = k; /* p, pmax の初期値 */
pmax = fabs(a[k][k]);
for(i = k+1; i < N; i++){ /* 最大値を検索 */
if(fabs(a[i][k]) > pmax){
p = i;
pmax = fabs(a[i][k]);
}
}
if(fabs(pmax) < 1.0e-12){ /* 最大値がゼロに近い時はエラー */
fprintf(stderr, "too small pivot!\n");
exit(1);
}
if(p != k){ /* ピボット操作 */
for(j = 0; j < N+1; j++) {
s = a[k][j]; /* 値の入れ替え */
a[k][j] = a[p][j];
a[p][j] = s;
}
}

for(i = k+1; i < N; i++) { /* 第 i 行 */
m = a[i][k] / a[k][k]; /* 倍率 m を計算 */
a[i][k] = 0; /* 注1 (下記参照) */
for(j = k+1; j < N+1; j++) { /* 第 j 列 */
a[i][j] = a[i][j] - a[k][j] * m;
}
}
}

for(i = N-1; i >= 0; i--){ /* 後退代入 */
m = 0;
for(j = N-1; j > i; j--){
m = m + a[i][j] * x[j];
}
x[i] = (a[i][N] - m) / a[i][i];
}

}

回答No.7

tig33

void func(int num);

と定義するから、誤解をしやすい。

int func(int num);

として、

int main()
{
　int a, b;

　a = 2;
　b = func( a );

　printf("%dの二乗は、%dです\n", a, b);

　return(0);
｝

int func(int num)
{
　int ans;

　ans = num * num;
　return( ans );
}

これで理解できたかな。。？

回答No.6

aris-wiz

こういう書き方をするから混乱するんですよね。
main内のaと「func内のaは単に値がコピーされた別物」であり、
mainのaとは全く別の変数であることが理解できていないのでは
ないでしょうか？

void func(int);
int main()
{
　int a=4;
　func(a);
　printf("%d",a);
　return(0);
}
void func(int a)
{
　a=a*4;
}
↓
void func(int);
int main()
{
　int a=4;
　func(a);
　printf("%d",a);
　return(0);
}
void func(int num)
{
　num=num*4;
}
こうすれば少し理解しやすくなるでしょうか？
上記のnumは「aの値がコピーされたnumという変数」です。
これは当然関数が終れば消滅してしまいます。
#別に名前は問題じゃないのですが、
#多くの初心者が躓くところだとおもうので。

funcが引数で与えられた変数に対して結果を返す為には、
「返す場所を教えてあげる」必要があるわけです。

void func(int*);
int main()
{
　int a=4;
　func(&a); // aの場所を教える
　printf("%d",a);
　return(0);
}
void func(int* ap)
{
　//*でapの指している場所の中身を参照
　(*ap)=(*ap)*4;
}
上記の ap は 「mainの aの場所を示す値がコピーされた変数」です
aの場所を指している（aをポイントしている）わけですから
その中身に対して参照したり書き換えたりが行えるわけです。

mainのaを書き換えているので、
funcが終了し ap が消失しても結果はmainのaに
残ることになります。

回答No.5

D-Matsu

> 引数は関数内だけで使われるものと認識

この認識は正しいです。

たとえばお礼に書かれているようなコードではfunc(a)の中で変更したaの値は引数で渡したaにはなんら影響を及ぼしません。

ですが、ポインタを渡してそのポインタの参照先を変更することにより元を変更することが可能になります。

ポインタが何であるか、とか説明しだすと長くなるので「ポインタの基礎固めが必要」と書いたわけです。

回答No.4

redfox63

関数gaussの中のローカル変数 x[N]を削除してみましょう

ローカル変数とグローバル変数で同名の変数が存在する場合
より近くで解決できるスコープの変数を選択します

以下のサンプルは C++の場合ですが …
inr x[5] = {0};
void foo( void )
{
　　int n, m;
　　// ここはグローバル変数
　　x[0] = 11;
　　for( n = 0; n < 10; n++ ) {
　　　　int x[5];
　　　　for( m = 0; m < 5; m++ ) {
　　　　　　// ここはローカル変数
　　　　　　x[m] = m;
　　　　　　// ローカル変数を表示させる場合 1)
　　　　　　// printf( "x[%d] = %d\n", m, x[m] );
　　　　}
　　}
　　for( n=0; n < 5; n++ ) {
　　　　// ここはグローバル変数
　　　　printf( "x[%d]=%d\n", n, x[n] );
　　}
}
といった具合に使われます
この結果
x[0] = 11
x[1] = 0
x[2] = 0
x[3] = 0
x[4] = 0
と出力されます
x[0] = 0
x[1] = 1
x[2] = 2
x[3] = 3
x[4] = 4
と出力させたい場合は 1)の部分で出力させる必要があります

回答No.3

D-Matsu

> このプログラムだと関数でソートしたものをさらに関数で表示することができます。
> 何が理由でしょうか？？

端的に理由だけいうと、操作対象の配列を引数として渡しているかいないかの違いです。

正しいコードは#2で書かれている通りですが、それはそれとして「変数のスコープ(有効範囲)」とか「ポインタ」の基礎固めをすることをお勧めします。

お礼

返信ありがとうございます。

操作対象の配列を引数として渡すことで、その関数内で変更されたものがmainでも影響されるのでしょうか？

引数は関数内だけで使われるものと認識していたので
gauss関数で変更された配列はmain関数では通用しないと思っていました。

また、
#include<stdio.h>

void func(int);

int main(){

int a=4;

func(a);

printf("%d",a);
return(0);
}

void func(int a){
a=a*4;
}
結果は、16という表示を期待してしまったのですが,
違うようですね・・・。

回答No.2

asuncion

下記のコードのように、x[] を gauss 関数に渡してあげてください。

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define N 5

void gauss(double a[N][N+1], double x[N]);

int main(){
double a[N][N+1] = { { 1,-1,-1,-1,-1, 1},
{-1, 1,-1,-1,-1,-3},
{-1,-1, 1,-1,-1,-7},
{-1,-1,-1, 1,-1,-9},
{-1,-1,-1,-1, 1,-9}
};

double x[N];
int i;

gauss(a, x);

printf("\n[x]=\n"); /* x[i] を表示する */
for(i=0; i<N; i++){
printf(" %8.3lf\n", x[i]);
}

return(0);
}

void gauss(double a[N][N+1], double x[N])
{
int i,j,k,p;
double m, pmax, s;
for(k = 0; k < N-1; k++){ /* ピボット操作 */
p = k; /* p, pmax の初期値 */
pmax = fabs(a[k][k]);
for(i = k+1; i < N; i++){ /* 最大値を検索 */
if(fabs(a[i][k]) > pmax){
p = i;
pmax = fabs(a[i][k]);
}
}
if(fabs(pmax) < 1.0e-12){ /* 最大値がゼロに近い時はエラー */
fprintf(stderr, "too small pivot!\n");
exit(1);
}
if(p != k){ /* ピボット操作 */
for(j = 0; j < N+1; j++) {
s = a[k][j]; /* 値の入れ替え */
a[k][j] = a[p][j];
a[p][j] = s;
}
}

for(i = k+1; i < N; i++) { /* 第 i 行 */
m = a[i][k] / a[k][k]; /* 倍率 m を計算 */
a[i][k] = 0; /* 注1 (下記参照) */
for(j = k+1; j < N+1; j++) { /* 第 j 列 */
a[i][j] = a[i][j] - a[k][j] * m;
}
}
}

for(i = N-1; i >= 0; i--){ /* 後退代入 */
m = 0;
for(j = N-1; j > i; j--){
m = m + a[i][j] * x[j];
}
x[i] = (a[i][N] - m) / a[i][i];
}

}

お礼

返信ありがとうございます。
おっしゃるとおり、コンパイルすると
正常な結果をだすことだできました。

回答No.1

D-Matsu

main()で宣言されているx[]とgauss()で宣言されているx[]は同じではありません。
main()のx[]はgauss()では変更されないのでその結果になります。

プログラムの挙動としては正しい動作をしていますよ。意図通りでないというだけで。

お礼

返信ありがとうございます。

gaussで変更させてmainで変更させたものを表示できるのは
どのような変数なのでしょうか？？

#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define N 5

void hyoji(int[]);
void sort(int[]);

int main(){
int a[N] = {4, 1, 3, 5, 2};

hyoji(a); /*配列の中身を表示する関数を呼び出す*/
sort(a); /*配列の値をソートする関数を呼び出す*/
printf("\n");
hyoji(a); /*配列の中身を表示する関数を呼び出す*/

return( 0 );
}

void hyoji(int a[]){
int i;

for(i=0; i<N; i++){
printf("a[%d] = %d\n",i,a[i]);
}
}

void sort(int a[]){
int i, j, max, max_num;

for(i=0; i<N-1; i++){
max = a[i];
max_num = i;
for(j=i+1; j<N; j++){
if(a[j] > max){
max = a[j];
max_num = j;
}
}
if(max_num != i){
a[max_num] = a[i];
a[i] = max;
}
}
}

このプログラムだと関数でソートしたものをさらに関数で表示することができます。
何が理由でしょうか？？