[C言語のはじめ方] Part4: 変数とデータ型（int, float, char, double）

① int 型 (整数型)

int (イント型と読みます) は、整数 (Integer) を扱うためのデータ型です。プラスの値、マイナスの値、そしてゼロを格納することができます。日常で使う「個数」や「年齢」など、小数点を含まない数を表現するのに適しています。

printf 関数で int 型の値を出力する際には、書式指定子として %d を使います。

コード例:

#include <stdio.h>

int main(void) {
  int score = 85;         // int型の変数scoreを宣言し、85を代入
  int temperature = -5;   // int型の変数temperatureを宣言し、-5を代入
  int count = 0;          // int型の変数countを宣言し、0を代入

  printf("テストの点数: %d 点\n", score);       // %d でscoreの値を出力
  printf("現在の気温: %d 度\n", temperature); // %d でtemperatureの値を出力
  printf("エラーの数: %d 件\n", count);       // %d でcountの値を出力

  int num1 = 10;
  int num2 = 3;
  int sum = num1 + num2;      // 足し算
  int difference = num1 - num2; // 引き算
  int product = num1 * num2;    // 掛け算
  int quotient = num1 / num2;   // 割り算 (int同士の割り算は小数点以下が切り捨てられる)
  int remainder = num1 % num2;  // 剰余 (割り算の余り)

  printf("--- 計算結果 ---\n");
  printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, sum);
  printf("%d - %d = %d\n", num1, num2, difference);
  printf("%d * %d = %d\n", num1, num2, product);
  printf("%d / %d = %d (小数点以下切り捨て)\n", num1, num2, quotient);
  printf("%d %% %d = %d (余り)\n", num1, num2, remainder); // %記号自体を表示するには%%と書く

  return 0;
}

② float 型 (単精度浮動小数点数型)

float (フロート型と読みます) は、小数点を含む数 (Floating-point number) を扱うためのデータ型です。「単精度」とは、数値を表現するために使われるメモリの量が比較的少ない（通常4バイト）ことを意味しますが、その分、表現できる有効桁数には限りがあります（約7桁）。

身長、体重、円周率など、小数点が必要な値を扱う際に使います。値を代入する際には、数値の末尾に f または F を付けることが推奨されます。これにより、その数値が float 型であることを明示的に示します。

printf 関数で float 型の値を出力する際には、書式指定子として %f を使います。%.nf のように書くと、小数点以下 n 桁まで表示できます。

コード例:

#include <stdio.h>

int main(void) {
  float height = 1.75f;     // float型の変数heightを宣言し、1.75を代入 (fを付ける)
  float weight = 68.5f;     // float型の変数weightを宣言し、68.5を代入 (fを付ける)
  float pi = 3.14159f;    // float型の変数piを宣言

  printf("身長: %.2f m\n", height); // %.2f で小数点以下2桁まで表示
  printf("体重: %.1f kg\n", weight); // %.1f で小数点以下1桁まで表示
  printf("円周率 (float): %f\n", pi);   // %f で表示

  float bmi = weight / (height * height); // float型を含む計算
  printf("BMI: %.2f\n", bmi);

  return 0;
}

③ double 型 (倍精度浮動小数点数型)

double (ダブル型と読みます) も float と同じく小数点を含む数を扱うデータ型ですが、「倍精度」の名前の通り、float よりも多くのメモリ領域（通常8バイト）を使って数値を表現します。そのため、より有効桁数が多く（約15桁）、高い精度で小数を扱うことができます。

科学技術計算や、誤差をできるだけ小さくしたい場合にdouble型がよく使われます。現在のコンピューターでは、特に理由がなければ float よりも double を使う方が一般的な場合が多いです。float のように末尾に特別な記号（f）を付ける必要は通常ありません。

printf 関数で double 型の値を出力する場合も、書式指定子として %f を使います（C99規格以降。古い環境では %lf が必要になることもあります）。float と同様に %.nf で表示桁数を指定できます。

コード例:

#include <stdio.h>

int main(void) {
  double precise_pi = 3.141592653589793; // double型の変数precise_piを宣言
  double average_score = 88.75;        // double型の変数average_scoreを宣言
  double distance = 12345.6789;        // double型の変数distanceを宣言

  printf("より正確な円周率 (double): %.15f\n", precise_pi); // %.15f で小数点以下15桁まで表示
  printf("平均点: %.2f 点\n", average_score);            // %.2f で小数点以下2桁まで表示
  printf("距離: %f km\n", distance);                  // %f で表示

  double radius = 5.5;
  double circle_area = precise_pi * radius * radius; // double型を含む計算
  printf("半径 %.1f の円の面積: %.10f\n", radius, circle_area); // %.10f で表示

  return 0;
}

④ char 型 (文字型)

char (キャラ型またはチャー型と読みます) は、1文字 (Character) を格納するためのデータ型です。アルファベット ('A', 'b')、数字 ('0', '9')、記号 ('$', '?') などを1つだけ入れることができます。

文字を char 型の変数に代入する際は、その文字をシングルクォーテーション (' ') で囲みます。ダブルクォーテーション (" ") は文字列（複数の文字の並び）を表すので、間違えないようにしましょう。

printf 関数で char 型の変数の値（文字）を出力するには、書式指定子として %c を使います。

実は、char 型は内部的には小さな整数として扱われています。各文字には番号（文字コード、よく使われるものにASCIIコードがあります）が割り当てられており、コンピューターはその番号を使って文字を記憶しています。そのため、%d を使ってその内部的な数値を確認することもできます。

コード例:

#include <stdio.h>

int main(void) {
  char initial = 'S';   // char型の変数initialを宣言し、'S'を代入
  char grade = 'B';     // char型の変数gradeを宣言し、'B'を代入
  char symbol = '#';    // char型の変数symbolを宣言し、'#'を代入
  char digit = '7';     // char型の変数digitを宣言し、'7'を代入 (これは数字の7ではなく文字の'7')

  printf("イニシャル: %c\n", initial); // %c で文字として出力
  printf("評価: %c\n", grade);
  printf("記号: %c\n", symbol);
  printf("数字文字: %c\n", digit);

  // char型を整数として見てみる (%dで出力)
  printf("--- 内部的な数値 (ASCIIコード) ---\n");
  printf("文字 '%c' の数値: %d\n", initial, initial);
  printf("文字 '%c' の数値: %d\n", grade, grade);
  printf("文字 '%c' の数値: %d\n", symbol, symbol);
  printf("文字 '%c' の数値: %d\n", digit, digit);

  // 少し応用: 文字コードを使って次の文字を表示
  char next_char = initial + 1; // 'S' の次の文字コードを持つ文字
  printf("'%c' の次の文字: %c (数値: %d)\n", initial, next_char, next_char);

  return 0;
}