C言語でソースコードが思ったように実行されない。

４つの整数の最大値を求める以下のコードを作成し、実行したところ、

C言語
1//４つの整数の最大値
2#include <stdio.h>
3
4int max2(int a, int b) {
5	return (a > b) ? a : b;
6}
7
8int max4(int a, int b, int c, int d) {
9	return max2(max2(a, b), max2(c, d));
10}
11
12int main(void) {
13	int n1, n2, n3, n4;
14
15	puts("４つの整数を入力せよ。");
16	printf("整数n1 : ");
17	scanf("%d", &n1);
18	printf("整数n2 : ");
19	scanf("%d", &n2);
20	printf("整数n3 : ");
21	scanf("%d", &n3);
22	printf("整数n4 : ");
23	scanf("%d", &n4);
24	printf("最大値は%d\n", max4(n1, n2, n3, n4));
25
26	return 0;
27}

ターミナルでは次のように、なった。


４つの整数を入力せよ。
整数n1 : 1233333333333333333333333
整数n2 : 2121
整数n3 : 21
整数n4 : 2
最大値は2121

最大値がなぜ 1233333333333333333333333にならないのかわからない。
また、次のようにすると

４つの整数を入力せよ。
整数n1 : 1234
整数n2 : 2345
整数n3 : 3456
整数n4 : 4567
最大値は4567

最大値は予想通り4567になる。
試しに、次のようにすると、

４つの整数を入力せよ。
整数n1 : 1111111111111111
整数n2 : 111111111111111
整数n3 : 11111111111111
整数n4 : 1111111111111
最大値は307163591

最大値が307163591と意味不明な数字になった。

最大値が予想通りにならないのはなぜか、また、なぜ307163591のような数字が表示されるのか教えてください。

行動規範の内容に同意します

回答3件

この現象の理解には、以下の理解が必要となります。

1.コンピュータの内部では、数値は、2進数で扱われる。

2.intは、-2,147,483,648以上、2,147,483,647以下の範囲しか扱えない。
これは、2進数の32桁の範囲で、最上位は、符号(＋または－)として扱われる。
(今回お使いのC言語において。intは、2進数16桁などの場合もある)

3.扱えない数値が格納される場合、扱える範囲を超える桁は無視される。
これは、桁あふれ(Overflow)と呼ばれる現象。
桁あふれ

まず、最初のケースの場合、n1は、当然、桁あふれを起こします。
n1の入力値を2進数にすると、以下のようになる。

1000001010010101100100010010010111101101010011100：10001010110101010101010101010101
なお、：は、下位32との分離のために挿入。以後、2進数は、同様に表記する。

結果、n1は、10001010110101010101010101010101、10進数ならば-1,965,730,475となる。
マイナスの値である為、maxとはならない。

同様に、最後のケースでは、全て桁あふれを起こし、以下のようになる。

n1は、2進数で、111111001010001100：10110111000101010111000111000111
桁あふれの結果、10進数で-1,223,331,385
n2は、2進数で、110010100001110：00010010010011101111000111000111
桁あふれの結果、10進数で　 307,163,591
n3は、2進数で、101000011011：00000001110101001011000111000111
桁あふれの結果、10進数で　 30,716,359
n4は、2進数で、100000010：10110011011000100001000111000111
桁あふれの結果、10進数で-1,285,418,553

投稿2020/11/03 15:50

編集2020/11/07 03:29