講義メモ

・p.89「論理関係演算子」の条件演算子を用いるミニ演習から

p.89 論理関係演算子(再掲載)

・2つのbool型の値による演算でbool型を得るのが論理関係演算で、論理積と論理和がある。
・2項&&演算子:左辺と右辺が論理値の時に、その論理積をbool型で返す。
 論理積とは、両方がtrueであればtrue、でなければfalse。
 よって2条件の「かつ」を表すときに利用する
 例: (a > b) && (a > c) //aがbより大、かつ、aがcより大ならtrueを返す、でなければfalseを返す
 例: (a >= 20) && (a <= 60) //aが20以上、かつ、aが60以下ならtrueを返す、でなければfalseを返す。
   つまり、aが20以上60以下ならtrueを返す。
・2項||演算子:左辺と右辺が論理値の時に、その論理和をbool型で返す。
 論理和とは、両方がfalseであればfalse、でなければtrue。
 よって2条件の「または」を表すときに利用する
 例: (a > b) || (a > c) //aがbより大、または、aがcより大ならtrueを返す、でなければfalseを返す
 例: (a <= 20) || (a >= 60) //aが20以下、または、aが60以上ならtrueを返す、でなければfalseを返す。
   つまり、aが20以下か60以上ならtrueを返す。

ミニ演習 mini089a.cs

・コンソールから整数2値をint型変数a、bに入力する
・どちらも正の数であれば「aは正、かつ、bも正」と表示する
・また、どちらかまたは両方が正の数であれば「aは正、または、bは正」と表示する
・論理関係演算子と条件演算子を用いること
・ヒント:該当しない場合は""を表示すれば良い

作成例

//ミニ演習 mini089a.cs
using System;
class mini088a
{
    public static void Main()
    {
        Console.Write("整数a : ");
        int a = int.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write("整数b : ");
        int b = int.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write((a > 0 && b > 0) ? "aは正、かつ、bも正\n" : "");
        Console.Write((a > 0 || b > 0) ? "aは正、または、bは正\n" : "");
   }
}

p.89 否定演算子

・論理否定ともいい、右辺にbool型の式をおいてその反転を返す単項!演算子
 例:!(a > 0) //aが正の数でなければtrue、であればfalseを返す
・複雑な条件式を反転したい場合に便利
 例:!(a == 1 || a == 2 || a == 3) //「aが1、2、3」ではなければ
  ⇒ (a != 1 && a != 2 && a != 3) と同じだが、前者の方が読みやすい

ミニ演習 mini089b.cs

・コンソールから整数をint型変数aに入力する
・aが10以上20以下でなければ「範囲外」と表示しよう
・否定演算子と条件演算子を用いること

作成例

//ミニ演習 mini089b.cs
using System;
class mini088a
{
    public static void Main()
    {
        Console.Write("整数a : ");
        int a = int.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write(!(a >= 10 && a <= 20) ? "範囲外\n" : "");
   }
}

p.89 ビット論理演算子

・整数値を指定すると、ビット列に変換してビット毎に演算を行った結果のビット列を整数にして返す演算子
・2項&演算子:2つの整数値をビット列に変換してビット毎に論理積を得た結果のビット列を整数にして返す
・論理積は1と1なら1、でなければ0になる(&&演算子に似ているが0/1を返す)
 例:整数2は0000…0010、
   整数3は0000…0011、
      2 & 3は0000…0010 なので 2
・2項|演算子:2つの整数値をビット列に変換してビット毎に論理和を得た結果のビット列を整数にして返す
・論理和は0と0なら0、でなければ1になる(||演算子に似ているが0/1を返す)
 例:整数2は0000…0010、
   整数3は0000…0011、
      2 | 3は0000…0011 なので 3
・2項^演算子:2つの整数値をビット列に変換してビット毎に排他的論理和を得た結果のビット列を整数にして返す
・排他的論理和は0と1、1と0なら1、でなければ0になる(|演算子に似ているが1と1の時に0を返すのが異なる)
 例:整数2は0000…0010、
   整数3は0000…0011、
      2 ^ 3は0000…0001 なので 1

p.89 ビット論理演算子とbool型

・2項&演算子、2項|演算子はbool型にも適用可能で、2項&&演算子、2項||演算子とほぼ同じ動作になるが、
 短絡評価(後述)を行わないことが異なる
・2項^演算子もbool型に適用可能で、falseとtrue、trueとfalseならtrue、でなければfalseを返す

アレンジ演習:p.90 bitwize01.cs

・最後の「y ^ y」の次に「!(y ^ y)」の結果を追記しよう

作成例

//アレンジ演習:p.90 bitwize01.csp
using System;
class bitwise01
{
    public static void Main()
    {
        byte a = 2, b = 3; //2は000000010、3は00000011
        Console.WriteLine(a & b); //00000010 & 00000011 なので 00000010 ⇒ 2
        Console.WriteLine(a | b); //00000010 | 00000011 なので 00000011 ⇒ 3
        Console.WriteLine(a ^ b); //00000010 ^ 00000011 なので 00000001 ⇒ 1
        Console.WriteLine();
        bool x = true, y = false;
        Console.WriteLine(x & x); //true  & true  ⇒ true
        Console.WriteLine(x & y); //true  & false ⇒ false 
        Console.WriteLine(y & y); //false & false ⇒ false 
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine(x | x); //true  | true  ⇒ true
        Console.WriteLine(x | y); //true  & false ⇒ ftrue
        Console.WriteLine(y | y); //false & false ⇒ false 
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine(x ^ x); //true  ^ true  ⇒ false
        Console.WriteLine(x ^ y); //true  ^ false ⇒ true 
        Console.WriteLine(y ^ y); //false ^ false ⇒ false
        Console.WriteLine(!(y ^ y)); //!(false ^ false) ⇒ !(false) ⇒ true
    }
}

p.90 短絡評価

・短絡評価はショートサーキットの略で、論理関係演算子でつないだ条件式において、途中で全体の答えが確定してしまう時に、
 それ以降の演算を行わない仕組み
 例: a = (a > 0 || b > 0) ? a : b; //これは「a > 0」であれば「b > 0」の演算は行わない。
  理由:「a > 0 または b > 0」は「a > 0」であればbはなんであっても、全体がtrueになる
・この仕掛けにより、実行効率が上がることに加えて、安全性も向上する
 例: a = (a != 0 && 5 / a > 1) … //これは「a == 0」であれば「5 / a > 1」の演算は行わない
  理由:「a != 0 かつ 5 / a > 1」は「a == 0」であれば、全体がfalseになる
  利点:「5 / a」はaが0だと異常終了してしまうが、↑こうしておけば「5 / 0」の演算は起こらない
・なお、2項&&演算子、2項||演算子においては短絡評価が行われるが、2項&演算子、2項|演算子においては行われない。
 ※よって、2項&演算子、2項|演算子を、2項&&演算子、2項||演算子の代わりに用いることは推奨されず、ビット論理演算専用に
 することが望ましい

ミニ演習 mini090.cs

・コンソールから整数をint型変数aに入力する
・5 / aが1以上なら「5÷aは1以上」と表示しよう
・条件演算子を用いること
・短絡評価が行われる場合と、行われない場合の両方を試そう

作成例

//ミニ演習 mini090.cs
using System;
class mini088a
{
    public static void Main()
    {
        Console.Write("整数a : ");
        int a = int.Parse(Console.ReadLine());
        Console.Write((a != 0 && 5 / a >= 1) ? "5÷aは1以上\n" : ""); //短絡評価有り
        Console.WriteLine("aがゼロでもここまでは実行される");
        Console.Write((a != 0 & 5 / a >= 1) ? "5÷aは1以上\n" : ""); //短絡評価無し
        Console.WriteLine("aがゼロならここは実行されず、手前で異常終了してしまう");
   }
}

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