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【C言語】printf関数の自作「myprintf関数」

悩んでいる人

C言語でprintf関数の自作を教えて!

こういった悩みにお答えします.

本記事の信頼性

  • リアルタイムシステムの研究歴12年.
  • 東大教員の時に,英語でOSの授業.
  • 2012年9月~2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校コンピュータサイエンス学部2021年の世界大学学術ランキングで20位)で客員研究員として勤務.C言語でリアルタイムLinuxの研究開発
  • プログラミング歴15年以上,習得している言語: C/C++,Java,Python,Ruby,HTML/CSS/JS/PHP,MATLAB,Assembler (x64,ARM).
  • 東大教員の時に,C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」,C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」GitHubにオープンソースとして公開

こういった私から学べます.

C言語でprintf関数の自作「myprintf関数」

C言語でprintf関数の自作「myprintf関数」を紹介します.

printf関数の内部構造がわかると,C言語の理解が深まり,コンピュータの本質が見えてきます.

printf関数の自作「myprintf関数」の作成ルール

printf関数の自作「myprintf関数」の作成ルールは以下になります.

  • 標準ライブラリのprintf関数とその派生関数(fprintf,sprintf等)は利用不可
  • フォーマット指定子(書式指定子)の解析処理でエラーがあった場合のみ,fprintf関数で標準エラー出力を利用
  • 文字の出力には標準ライブラリのputchar関数のみを利用

また,myprintf関数はprintf関数の主な機能を実装しています.

printf関数の全ての機能を実装しているわけではないことに注意して下さい.

myprintf関数の自作コード

myprintf関数の自作コードを紹介します.

主な関数は以下になります.

  • parse_arg関数:フォーマット指定子の解析
  • get_digit関数:整数の文字数を基数を考慮して計算
  • *out関数:それぞれのフォーマット毎の出力する文字列の生成
  • myvsnprintf関数:myprintf関数から引数を受け取ってフォーマット指定子の解析と文字列の生成
  • myputs関数:putchar関数で文字列の出力
  • myprintf関数:printf関数の自作コードの呼び出しと文字列の出力
  • print_test*関数:myprintf関数のテストプログラム
  • main関数:print_test*関数の呼び出し

ここで,「*」はワイルドカードを表します.

myprintf関数の自作コードは以下になります.

実行結果は以下になります.

parse_arg関数ではgoto文を利用していますが,goto文が有用な3つの例外の1つとして詳しく書かれています.

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まとめ

C言語でprintf関数の自作「myprintf関数」を紹介しました.

myprintf関数は複雑ですので,何度も読み直すことをおすすめします.

C言語の理解が深まり,コンピュータの本質が理解できるようになります.

scanf関数の自作「myscanf関数」も学べます.

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© 2021 元東大教員/アメリカのスタートアップCTO