C言語 再帰を使用した関数 ループしている理由を知りたい

Question

前提・実現したいこと

C言語を勉強している初心者です。
再帰についての質問です。

下記のコードはintで与えられた数字を与えられた関数のみを使って表示するというコードです。
与えられた数字の出力はできるようになったのですがコードを理解できません。
関数 put_nbr 内での再帰の動作を知りたいです。

アドバイスいただけたら幸いです。
よろしくお願いします。

該当のソースコード

#include <unistd.h>


void	put_nbr(int nb);

int main()
{
	put_nbr(1234);
}

void	put_char(char c)
{
	write(1, &c, 1);
}

void	put_nbr(int nb)
{

	if (nb < 0)
	{
		put_char('-');
		nb = nb * (-1);
	}
	if (nb > 9)
	{
		put_nbr(nb / 10);
		put_nbr(nb % 10);
	}
	else
	{
		put_char(nb + '0');
	}
}

Comments

[YukiChan123]

どこの部分がどう分からないんでしょうか？
一つ一つコードの流れを追いかけていけば理解できそうですが・・・

[maisumakun]

どこまで考えてみたのですか？

まず、put_nbr(1234)を呼んだ時、条件分岐はどこに進み、どのような動作が実行されるのか、追いかけてみましたか？

[s_u_d]

言葉足らずですいません。
関数put_nbr内の下記部分
if (nb > 9)
{
put_nbr(nb / 10);
put_nbr(nb % 10);
}
この処理がなぜput_char(nb + '0')のnbに１文字ずつ値を渡せているのかが理解できません。

[episteme]

そこじゃなく、else { ... } の中で put_char してます。
# put_nbr(nb % 10); ← put_nbrに引き渡す値は0～9になり、call先でelse { ... } に飛び込みます。

[YukiChan123]

「nb%10」はnb/10の余りの数を出力します。
質問の値だと1234/10は商123余り4なので4がput_nbr(int nb)に渡されます。

[s_u_d]

このコードだと 4,3,2,1 と順にput_nbr(int nb)に渡されて
put_char(nb + '0')に 1,2,3,4 と順に渡しているということになるのですか？

[episteme]

put_nbrに飛び込んだ時点でnbをプリントすれば確認できますよ。

Answer 1

コメントつけてみた。コメントだけを読めばカラクリが理解できることを期待します。

void    put_nbr(int nb)
{

    // nbが負のとき: 
    if (nb < 0)
    {
        put_char('-');  // '-'を書いて
        nb = nb * (-1); // 符号を反転する(正にする)
    }
    // nbが一桁で収まらないなら:
    if (nb > 9)
    {
        put_nbr(nb / 10); // 上位桁(たとえば456なら45)をput_nbrする(再帰:1桁減るのでいつか必ず終わる)
        put_nbr(nb % 10); // 1の位(たとえば456なら6)をput_nbrする(再帰)
    }
    else //  nbが一桁で収まるなら(再帰はここで終りを迎える)
    {
        put_char(nb + '0'); // 数値を数字に(たとえば7なら'7')変換し、プリントする
    }
}

Comments

[s_u_d]

ご回答ありがとうございました。
コメントまでしていただきとてもわかりやすかったです。
epistemeさんをはじめ、他の方のコメントも大いに理解に繋がりました。
ありがとうございました。

Answer 2

質問に対する回答ではありませんが、質問のコードだと、
<limits.h> で定義されている INT_MIN の -2147483638 を
表示すると -0 となってしまいます。

次の修正で正しく表示できるようになります。

    if (nb > 9u) {
        put_nbr(nb / 10u);
        put_nbr(nb % 10u);
    }

修正方法は他にもあります。

Comments

[s_u_d]

ご丁寧にありがとうございます。
intの範囲外を考慮していませんでした。
参考にさせていただきます。

[kazuma-s]

-2147483638 は int の範囲外ではありません。

Answer 3

自分自身を呼び出してる処理を再帰と名付けているだけの話で、なにも特別なことをしてるわけではないです。
簡単に考えましょう。
まずは一桁の数字を与えた場合の動作を追いかけましょう。
次に、２桁を与えた場合、
３桁を与えた場合、
を、どういう処理になるかを追いかけていけば理解できるようになります、

Comments

[s_u_d]

ご回答ありがとうございます。
おっしゃっていただいたように小さな数字から動作を考えてみると理解が深まりました。