解説お願いします

質問

C言語の本を読んでいたのですが、わからないことがありました。
//2進数を10進数に変換するプログラム
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
char binary[32]; /* 2進数 */
int weight; /* 2進数の桁の重み */
int pos; /* binary[]の桁の位置 */
int val; /* binary[]の桁の位置の値 */
int sum; /* 集計された値（変換後の10進数） */

/* キーボードから2進数を入力する */
printf("変換前の2進数 = ");
gets(binary);

/* 2進数を10進数に変換する */
sum = 0;
weight = 1;
for (pos = strlen(binary) - 1; pos >= 0; pos--) {
val = binary[pos] - '0';
printf("桁の重み%d × 桁の数値%d = %d\n", weight, val, weight * val);
sum += weight * val;
weight *= 2;
}

/* 変換後の10進数を画面に表示する */
printf("変換後の10進数 = %d\n", sum);

return 0;
}
このプログラムにおいて、val = binary[pos] - '0';という部分がよくわかりません。
-'0'って書き方がよくわかんないです。
この行は一体なにをしているんでしょうか・・
解説お願いします。

回答No.2

cametan_42 · ベストアンサー

こう言う場合は、一旦、問題になってる場所をコメントアウトしてみれば良いです。

ちなみに、今問題になってるのは「0って何だ?」って事なんでそこに注目してみます。
元のプログラムを実行して0を入力すると、例えばこう言う結果が返ってきますね。

/* ここから結果 */
変換前の2進数 = 0
桁の重み1 × 桁の数値0 = 0
変換後の10進数 = 0
/* ここまで */

2進数の0は10進数の0ですね。当たり前なんでこれは正しい結果です。
さて、じゃあ問題の箇所を次のようにコメントアウトしてみましょう。

/* こう言う風にコメントアウトしてみる */
val = binary[pos]; /* - '0'; */
/* セミコロンを付け忘れないように! */

こうするとbinary[pos]ってのが剥き出しでvalに代入されますね。
これでさっきやったようにコンパイルして実行、そして0を入力してみます。
そうするとどうなるでしょうか。

/* ここから結果 */
変換前の2進数 = 0
桁の重み1 × 桁の数値48 = 48
変換後の10進数 = 48
/* ここまで */

コナン君なら

「あれれれぇ、おかしいな、0を入力したのに48が返ってきたよ?」

とか言うでしょうね(笑)。
さて、一体何が起こってるのでしょうか。

まず、このプログラムで特徴的なのは入力でgets関数を使ってる辺りですね。

・C言語関数辞典(gets)
http://www.c-tipsref.com/reference/stdio/gets.html

んで解説読んで欲しいんですが、実際はC言語には(他の言語で言う)「文字列」って物は厳密には無いんですが、次のように書いてあります。

"gets 関数は標準入力 (standard input) から 1 行分※ 文字列を読み取り，s が指す配列に格納します．"

つまり、このプログラムで「入力」してるのは、上のサイトの説明を借りると、「数値」を入力してるんじゃなくって「文字列」を入力してるわけです。
コードのこの部分ですよね。

gets(binary);

もう一度言いますが、仮にここで「0」と入力しても、要するに「整数型」の0が入力されるわけじゃなくって「文字としての」0が入力されてる、って事です。ここまで良いでしょうか?
問題は、文字としての0と数値としての0が一致してれば良いんですが、さにあらず、文字の基本にASCIIコード表なるものがあって、実は「文字の数値」と、メモリに置かれる実際の数値は次のような対応になってるんです。

・ASCIIコード表
http://e-words.jp/p/r-ascii.html

文字の0 -> 数値の48
文字の1 -> 数値の49
文字の2 -> 数値の50
文字の3 -> 数値の51
文字の4 -> 数値の52
文字の5 -> 数値の53
文字の6 -> 数値の54
文字の7 -> 数値の55
文字の8 -> 数値の56
文字の9 -> 数値の57

お分かりでしょうか?48って数値はさっき出てきましたね。
つまり、コンピュータでは極論、最期は全部数値になるんですが、「文字」と「文字としての数字(整数)」にはズレがある…要するに「48ズレがある」って事なんです。
従って、単純には、C言語上で「文字の数値」を単なる数値に変換するには48引けば良いわけですね。例えばこのプログラム上では次のように書ける。

/* 文字数値から整数への変換 */
val = binary[pos] - 48;

そしてもっと端的にはASCIIでは文字'0'は48と定義されてるので、「次の数式も」意味的には上の数式と同値になるわけです。

/* もっとカッコイイ書き方? */
val = binary[pos] - '0';

まとめます。
gets関数は入力を文字として捉える入力関数で、そのままではASCIIコードに従った数値としてメモリへ格納されます。計算/出力する際に、その「文字としての」数値を単純な一桁の整数に変換しないといけません。
ASCIIコードに従う限り、一桁の数値は全て48、ないしは文字'0'を引くと単純な一桁の整数と一致し、これはよく使われる「文字数値 -> 数値」の変換となっています。

お礼

詳しい解説ありがとうございます
文字コードが関係していたのでしたか
勉強になりました

回答No.1

wormhole

>このプログラムにおいて、val = binary[pos] - '0';という部分がよくわかりません。

文字コードに依存する話なのでASCIIの文字コード表など参照して欲しいのですがASCII文字コードだと

文字 文字コード
'0' 0x30
'1' 0x31
'2' 0x32
'3' 0x33
...
'9' 0x39

binary[pos]の値が'0'だと '0' - '0' → 0x30 - 0x30 → 0
binary[pos]の値が'1'だと '1' - '0' → 0x31 - 0x30 → 1

というように数字の文字を数値に変換できます。