C言語 複合文をループする際はいったんブロックから抜けますか?

Question

みなさまご回答ありがとうございます。
質問は、文を繰り返すのは

while ()
{
start:
    // ループ本体
goto start;  // ループ終了時 
}

のようにブロック内で文の先頭に飛ぶのか、それとも

{
    // ループ本体
}
{
    // ループ本体
}
{
    // ループ本体
}
・
・
・

のように文がいくつも並べられたような処理になるのか、ということでしたが、回答にもありましたように、複合文は一つの文だということを考えると、後者が正しいとわかりました。

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ループでは、文を繰り返すときは、いったんブロックから抜けた後に、式を評価するのか、それともブロックの中から、制御式を評価するのかどちらでしょうか?

while (/*制御式*/)
{
                // 1
    int n = 1;  // 2
    n++;        // 3
}

例えば、上のプログラムを実行して、何回かループするとします。
このとき、(初回ではなく、何回目かの) //1 の時点、つまり、//3が終わって、(繰り返して)先頭に戻って、//2を実行する前の段階では、変数nはどうなっていますか?nの値は2ですか? それともnは消去されていますか?

ご存知の方がおられましたら、よろしければご回答の程よろしくお願いします。

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情けないですが、投稿直後に検証方法を思いつきました。

int n = 1;
int i = 0;
while (i++ < 10) {
    printf("n1 : %d\n", n);
    int n = 100;
    printf("n2 : %d\n", n);
}

n1 : 1
n2 : 100
n1 : 1
n2 : 100
・
・
・
n1 : 1
n2 : 100

繰り返す際に、ブロックから抜けないとすれば、(while文の中で宣言した変数が生きているはずだから)二回目以降の printf("n1 : %d\n", n); は100と表示されるはずですが、実際は、ずっと1と表示されたことから、ループ本体で定義した変数は消されてる、つまり、処理が終わるたびにブロックから抜けていると判断しました。
ただし、細かいことはよくわからないので、質問は残しておきます。

Answer 1

	while (式) 文

は

	{
	  label1:
		if ((式) == 0) goto label2;
		文
		goto label1;
	  label2:
		;
	}

と同じです。それだけのこと。
「文」が「{ 文 文 文 }」のようにブロックになろうがどうしようが
文の実行が終了したら、式の評価に戻ります

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。
わかりやすかったので、疑問はすっきりと解決しました。

Answer 2

そもそも論として、whileの構文と、波括弧が生成するブロックは、本質的に無関係です。

whileはwhile(条件) 文;という形で、1文だけを繰り返すものです。一方で、波括弧でくくった複文は、ブロックの中にある文を1つのものとしてまとめて実行するものです。

ということで、while(条件) { 複数の文 }のようにした場合も、ブロック内の文はまとめて実行されるだけで、全部終わってから条件が評価されます。

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このとき、(初回ではなく、何回目かの) //1 の時点

宣言より手前なので、参照できません。外側のnがなければコンパイルエラーとなります（paiza.io）。

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。

Answer 3

質問の意図がはっきりしません。
コンパイルしてプログラムを動かす習慣を付けることをおすすめします。

PMPMPMさんの疑問に対する一つの答えは変数のスコープ(可視範囲)を理解する事です。

$ cat test_while.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i = 0;
    while (i <10) {
        int n = 0;
        n++;
        i++;
    }
    printf("n : %d\n", n);
}
$ gcc -o test_while test_while.c
test_while.c: 関数 ‘main’ 内:
test_while.c:10:24: エラー: ‘n’ が宣言されていません (この関数内での最初の使用)
     printf("n : %d\n", n);
                        ^
test_while.c:10:24: 備考: 未宣言の識別子は出現した各関数内で一回のみ報告されます

上記のプログラムで、変数nはブロック内で宣言されているため、そのブロックの外では参照できません。コンパイラは翻訳時にこの問題を検出し、エラーを出しています。
ではブロックの外でも変数を宣言してみましょう。

$ cat test_while2.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i = 0;
    int n = 100;
    while (i <10) {
        int n = 0;
        n++;
        i++;
    }
    printf("n : %d\n", n);
}
$ gcc -o test_while2 test_while2.c
$ ./test_while2
n : 100

変数nは100になりました。C言語では、ブロックの外で宣言された変数n(初期値100)と、ブロックの中で宣言された変数n(初期値0)は別の変数なのでこうなります。

ブロック内とブロック外で同じ変数nを使いたければ、ブロック内の宣言を行ってはいけません。ブロック内の宣言を消すとこうなります。

$ cat test_while3.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i = 0;
    int n = 100;
    while (i <10) {
        n++;
        i++;
    }
    printf("n : %d\n", n);
}
$ gcc -o test_while3 test_while3.c
$ ./test_while3
n : 110

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。

Answer 4

ブロック内は、ループ条件が満たされれば実行される、ということなので式の評価はブロックを一度抜けます。do～while文はループ条件の評価が最後なので、一度はブロック内が実行されます。

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。

Answer 5

これはループの話ではなく、変数のスコープの話になります。
C言語の場合、変数は波括弧内で宣言した変数は、その波括弧内のみが生存期間です。

// aは生成されていない、bは生成されていない、cは生成されていない
int a;
// aは生きている、bは生成されていない、cは生成されていない
while(1){
    // aは生きている、bは生成されていない、cは生成されていない
    int b;
    // aは生きている、bは生きている、cは生成されていない
    while(1){
        // aは生きている、bは生きている、cは生成されていない
        int c;
        // aは生きている、bは生きている、cは生きている
    }
    // aは生きている、bは生きている、cは消滅している
}
// aは生きている、bは消滅している、cは消滅している

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。

Answer 6

ループに限らず、文は上から、左から順に実行されます
２が実行されたらｎは１に、３が実行されればｎは２となります

これの結果から、(環境依存なのかどうかは分かりませんが)繰り返すときはいったんブロックから抜けることがわかりました。

なんかめちゃくちゃですが、どういう結果が出て、どういう判断したんでしょうか

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[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。
二回目以降の printf("n1 : %d\n", n); が n1 : 1 と表示されたため、1度めの処理が終わった時点で、ブロック内で宣言した変数は捨てられたと判断しました。
ブロック内でループが行われるのであれば、二回目以降のprintf("n1 : %d\n", n);はn1 : 101となるはずだからです。

ちなみにdo文を使った理由は特にありません。もうちょっとシンプルにできました。
c
int n = 1;
int i = 0;
while (i++ < 10) {
printf("n1 : %d\n", n);
int n = 100;
printf("n2 : %d\n", n);
}

[y_waiwai]

ループの中で宣言した変数というのは、その関数の中で一度だけしか宣言されません。
なので、
int n = 100;
という初期値付き宣言は、関数の開始時に初期化されるだけ、です。また、ブロックの中で宣言された変数はそのブロックの中だけしか有効では有りません
int n = 1;
のnとは別物の変数となります

[y_waiwai]

ということで、ブロックからは抜けません

[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。