天国にいけるＣ言語入門 ヘキサ構造体 ver５.2130

scanf関数に%d出力変換指定子を用いてint型の変数に何かデータを入力、printf出力表示したときにたまにでてくるモンスター数値-1073741824を２進数で表してみる

ぺろ、ぺろ、

ソーラー「わわ、かわいいなあ」

くきゅるるる　

ソーラーの左腕に巻きついて のんびり休むのが

おきにいりになったようで居心地がよさそうです。

移動するのも らくちんなようです。

こうしてscanf関数と

ソーラーはお友達になり一緒に暮らすこととなったのでした。

◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇　　◇

ソーラー「さあ　元気よくおたべ～😊

#pragma warning(disable: 4996)

#include <stdio.h>

int main(void){

int a;

printf("何か数値を入力してください。\n");

scanf ("%d",&a);

printf("入力した数値は%dです。\n",a);

return 0;

}

プログラムの実行結果

（EAZY IDECの場合）

何か数値を入力してください。

野林檎(と入力すると）

入力した数値は4198575です。

Visual Studioの場合

何か数値を入力してください。

野林檎(と入力すると）

入力した数値は1です。

scanf関数「うみゃい　うみゃ～いぃ」

太陽の煌めく季節の中

お散歩、餌となる数値を拾い集めたり、

scanf関数に漢字をたべさせて4198575をprintf出力表示させたり、

また

お散歩して

ひらがなをたべさせて4198575をprintf出力表示させたり

低木の生い茂る綺麗な沼地であそんで

また英字をたべさせて4198575をprintf出力表示させたり

の楽しい日々となったのです。

scanf関数「むにゃはは

　　　　　　　　　　　-1073741824

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　」

ソーラー「？なんか　珍しい数値が出てきた？」

ソーラー　

「この-1073741824は2進数ではいくらなんだろうか。

-1073741824と対になる符号が反対で絶対値の大きさが同じ

正の数1073741824は

2進数では1000000000000000000000000000000とあらわされるけど・・・

そうか、

正の数1073741824+負の数(-1073741824)=0となるよね

ということは

正の数1073741824(2進数1000000000000000000000000000000)

に

負の数(-1073741824)（負の数(-1073741824)に相当する何かの２進数をプラスする）を足すと0になるということだよね

このように

ある２進数に別のある２進数

を

足したとき0になる場合

別のある２進数はある２進数の２の補数というんだったね

逆に

ある２進数は別のある２進数の２の補数といえるんだね

となると

-1073741824の2進数表示を求めたい場合

2進数1000000000000000000000000000000(正の数1073741824)の2の補数

を

もとめればいいことになるよね

2進数1000000000000000000000000000000(正の数1073741824)の2の補数が

-1073741824の2進数表示となるよね。

簡単にいうと

ある数値Aには足し合わせると0になる

ある数値Bが存在します

ある数値Aを2進数であらわした場合

ある数値Bを2進数であらわして

お互いを足し合わせても0になります

さらに

ある数値Aを10進数であらわした場合

ある数値Bを10進数であらわして

お互いを足し合わせても0になります

このように

ある数値A

と

ある数値Bは

表現する進数が変わった時でも

お互いを足し合わせた時0になっています

(正の数1073741824)

を

足し合わせると

0になる数は

-1073741824

ですから

マイナスの数値-1073741824の

2進数表示をもとめたければ

1073741824である

2進数1000000000000000000000000000000

の

２の補数

を求めることができたなら

その2の補数は

マイナスの数値-1073741824の

2進数表示となります

(そして　ある２進数の２の補数とは

ある２進数の0と1を入れ替えた２進数に1を足したものとなっています

詳しくは天国にいけるC言語入門　シーズン1

2の補数のエピソードをご覧ください）

よ～し1000000000000000000000000000000の２の補数をとって

-1073741824の2進数表示がいくらになるか確かめて見よっと。」

新種の蛇scanf

「くきゅるるっくきゅるるっ」

じたばたする。

ソーラー　「わっ、よろこんでる、よろこんでる。

それでは！ スタンバイ！

1000000000000000000000000000000

の２の補数をもとめてみます。」

アレサ「お待ちくださいですの。

1000000000000000000000000000000（３１ビット）は

この場合　int（４バイト、３２ビット）の型

に格納されています。

つまり

01000000000000000000000000000000(３２ビット)と

メモリに格納されています。

ですので

int（４バイト、３２ビット）の型に格納されている

２進数01000000000000000000000000000000

すなわち

1073741824

と

大きさが同じで符号がマイナスの

1073741824と対になる

-1073741824に相当する

int（４バイト、３２ビット）の型に格納されている

２進数を求めるには

この01000000000000000000000000000000の２の補数をとらなければ

いけないのではないですか？」

ソーラー「そういえば、そうだった

おなじビット同士の２の補数ができあがるんだった😊。

だから31ビットの2進数の補数ではなくて

32ビットの2進数の補数をとらなくちゃいけなかったんだよね。

では

01000000000000000000000000000000（３２ビット）の２の補数をとろとろっと

01000000000000000000000000000000

の0と1の部分をひっくり返して

10111111111111111111111111111111

としたものに1を加えると

11000000000000000000000000000000

となる

つまりモンスター数値 -1073741824は

int（４バイト、３２ビット）の型に

11000000000000000000000000000000と

格納されているわけなんだね。」

新種の蛇　「くるるるるる」

ソーラー「２の補数計算では　元の数とその２の補数は

同じ桁数におさめられるように計算される。

だから

01000000000000000000000000000000（３２ビット）でなく

1000000000000000000000000000000（３１ビット）の２の補数をもとめたらいけないんだね

試しに

1000000000000000000000000000000（３１ビット）の２の補数をもとめてみます。

まずは

0と1をひっくり返して

0111111111111111111111111111111

これに

1を足すと

1000000000000000000000000000000（３１ビット）になります。

このように

1073741824の値を表す

1000000000000000000000000000000（３１ビット）

の2の補数は

-1073741824の値を表す？

1000000000000000000000000000000（３１ビット）

であらわされ

（ここで面白いことがおこっています。

どこがおかしいか？

お気づきになられましたか？

つづきは次のエピソードをみてね。

　　　　　　　　　　　　　　　　　solarplexussより）

1073741824の値を表す

01000000000000000000000000000000（３２ビット）

の2の補数は

-1073741824の値を表す

11000000000000000000000000000000（３２ビット）

であらわされます

31ビットに格納されていても

32ビットに格納されていても　

1000000000000000000000000000000（３１ビット）

11000000000000000000000000000000（３２ビット）

は

同じ

-1073741824を表しています

（あやしい😊　次のエピソードにつづく）

ビットが違えば

2の補数の数値表現がかわるので

注意、注意」

新種の蛇　「くるるるるる、きゅ、きゅい～～」

ソーラー　「はい、はい、ごはん」

＿

＿にごはんっと打ち込む

新種の蛇　「みゅ～んまい、むしゃむしゃ」

ソーラー

「

4198575

4198575

4198575

4198575

・

・

-1073741824

あれっ？

scanf関数のプログラムで

何かの条件がそろったとき

データを入力すると

-1073741824が出力されるね？？？

これがまた

-がついているのが

とってもナウいモンスター数値さんなんです。

・・・」