「美しい or きれいなプログラム」「汚いプログラム」という表現があります． きれいなプログラムは読みやすいだけでなくバグやエラーも発生しにくいものです． きれいなプログラムと汚いプログラムはどんなところが違うのか表1にまとめてみました．

いくつ当てはまりましたか？　汚いプログラムの項目が５つ以上当てはまるようであれば，再入門の必要があるでしょう． さて，きれいなプログラムが何なのかを一言でいうと

まずは妙な自己流を捨て，世間一般に使われているような（暗黙の）ルールに従うことから始めます．

字下げ・改行をきちんとする

基本中の基本です．これができていないプログラムは誰も読みたがりません． 字下げをする理由は言うまでもなく条件文やループの入れ子構造を わかりやすくするためです．デバッグの時に苦労したくなければ きちんと字下げする癖をつけましょう． VisualC++では自動で字下げをするようにカーソル移動してくれるので活用してください．

条件文やループ文の改行位置については以下のような２種類が見受けられます．

// タイプ�@
for ( i = 0; i<n; i++ ) {
    /* 処理 */
}

// タイプ�A
for ( i = 0; i<n; i++ )
{
    /* 処理 */
}  

int func()
{
    /* 処理 */
}  

命名規則に従ってコーディングする

一般的に次のような（暗黙の）ルールがあります．

• マクロ名：全部大文字
• 変数名：全部小文字
• 関数名：全部小文字または単語の先頭文字だけ大文字

• 外部変数（グローバル変数）は「g」で始まる名前にする
• 構造体(あるいはクラス)のメンバ変数は「m」で始まる名前にする
• 引数は参照のみは「in」，書き換えをするのは「out」，両方あるのは「io」で始まる名前にする

このようにするのは，言うまでもなく混同を避けるためです． 変数名は結構大事なもので，規模が大きくなるにつれその重要性は増します． a,b,cなどの一文字の変数名は絶対避けるべきですが，座標値を意味するx，y，zや 配列の添え字のi，j などは例外でしょう．逆に名前が長すぎるのも避けましょう．

定数の扱い方：マクロ定義と列挙型

• 配列の大きさを意味する定数値や，よく使うメッセージ（定型文）はマクロ定義する
• 値よりも文字そのものに意味のある記号定数の集まりは列挙型でまとめると良い

マクロ定義とは，コンパイラへの 命令のひとつである#defineのことです．たとえばソース中で

#deifne SIZE 100

#define ERROR_MESSAGE "エラーです"

printf(ERROR_MESSAGE); 

定義した数値自体に意味はなく，その定数名そのものに意味があり，なおかつそれが 何かの集まりであれば「列挙型」を使うのが良いです．具体例を以下に示します．

ジャンケンですから取りうる入力値は，「グー」「チョキ」「パー」の３種類です． マクロ定義を使うアイデアなら

#define HAND_GU     0
#define HAND_CHOKI  1
#define HAND_PA     2 

int player = HAND_CHOKI;　//プレイヤーの手をチョキにする

if ( player == HAND_GU ) printf("グーを出しました");  

これでも十分ですが，ここでHAND_GUというのは「グー」を意味する文字であることが重要で， 定義されている0という数値はさほど重要ではありません．そこで列挙型を使って次のように定数をまとめてみます．

typedef enum{ GU, CHOKI, PA } janken_hand;  

janken_hand player = CHOKI;　//プレイヤーの手をチョキにする

if ( player == GU ) printf("グーを出しました"); 

マクロ定義と違ってjanken_hand型はGU,CHOKI，PAの３種類の値しか取らないことを 明示することができるので，たとえば，

janken_hand get_hand();  

変数の集まりは構造体でまとめる

• 複数個の変数は関係のあるもの同士を構造体でまとめよう

変数が無駄に多い場合は，関係のあるもの同士をまとめることができないか考えてみることが 必要です．例えば色を表現する際には赤・緑・青の３色を使って表現しますが，これを

unsigned char red,green,blue;  

typedef struct tagCOLOR{
    unsigned char R;
    unsigned char G;
    unsigned char B;
} COLOR; 

変数を構造体でまとめることによって次のような効果が得られます．

• 変数の数が減る
• 関数の引数の数も減る
• 複数のデータのコピーが容易になる
• その結果行数が減るのでプログラムが短くなる
• プログラムが読みやすくなる

さて，きれいなプログラムを書くテクニックについて述べましたが，これだけのルールを守るだけで

• 他人が読めるプログラムを作るテクニック
• バグの出にくいプログラムを作るテクニック

拡張性・汎用性のあるプログラムを書くためには，関数が作れることが必要になります． C++においてはクラスを使うことによってさらにパワーのあるプログラムが組めるようになります． また大規模なプログラムを作る際にこうした部分を序盤できちんと作っておけば，後々 スムーズにコトが進められて楽ができます．

関数化ということ

プログラミングとは「関数を作っていく作業である」とよく言われます． main関数に全ての処理を詰め込んでしまうようではいけません． ある目的の処理をこなしている複数の行を，関数というひとつの処理単位に置き換えてください． 関数の長さは一目で見渡せる画面1ページ分が目安だとよく言われます． 長くなり過ぎないように上手に細分化してください． また，似たような処理はコピペで作らずに共通部分を関数にできないか考えましょう． この場合，差異のある部分を引数にすれば良いのです． 引数が多くなってしまうのであれば，構造体を使ってまとめられないか考えてみると良いでしょう．

関数化によるメリットは

• プログラムの構造がわかりやすくなる
• デバッグがしやすくなる
• 拡張しやすくなる
• 汎用性が向上する
• グローバル変数を駆逐できる
• 後々楽できる

関数を作ったら忘れる前に関数の仕様をコメントするようにしましょう． これをおろそかにすると，後々痛い目見ることになります．

/*-------------------------------------------
【名前】GrayFilter
【機能】画像のグレイスケール化を行う
【引数】inimage    入力画像
        outimage   出力画像
        threshold  閾値
【戻値】成功：0，失敗：-1
【備考】特になし
-------------------------------------------*/  

クラスというデータ構造

クラスはCではなく，C++の機能です．詳しくは説明しませんが， クラスを使うことによって関連する複数のデータと関数をまとめることができます． 言うなれば，構造体の拡張版といったところでしょうか． クラスを使ったプログラミングはオブジェクト指向プログラミングというものに分類されます． クラスに興味のある人はC++について勉強されてください．

さて，クラスを勉強してわかった気になっても，実践で使うのはなかなか難しいです． まず何をクラスにするのか？が一番の悩みどころです． 文献[3]では，１つの指針として次のように述べています．

グローバル変数があって，そのグローバル変数を複数の関数で参照 しているなら，それらを１つのオブジェクトにする． （グローバル変数を複数の関数が参照するということは，それらが 関連する仲間であるからにほかならない）

クラスを使ったオブジェクト指向プログラミングについては， 設計手法がいくつか提案されていて， 代表格のUML法（Unified Modeling Language）などは多数本が出版されています．

コンパイルできるけど，挙動がおかしい…いわゆるバグですが， 経験上次のことが言えます．

1. コンパイル時の「警告」にバグの要因が潜んでいることが多い
2. コピペ改変でコーディングした箇所はバグが発生しやすい
3. 計算が合わないときは，演算時の「型」に問題がある
4. ローカルで宣言できる配列の大きさに限界がある
5. 関数にはエラー判定を組み込むべき

コンパイル時の「警告」にバグの要因が潜んでいることが多い

コンパイル時の「警告」は『ﾛｰｶﾙ変数は 1 度も使われません．』といった危険度の低いものから 『値を返さないｺﾝﾄﾛｰﾙ ﾊﾟｽがあります』といった危険度の高いものまでいろいろあります（これらはVisualC++6.0の例）． バグの予防策として，警告は必ず殲滅する癖をつけてください．

コピペ改変でコーディングした箇所はバグが発生しやすい

次にコピペ改変でのミスですが，これは僕を含めてみんなよくやります． 似たような処理だからといって，「コピー＆ペーストして変数の部分だけ変更すればいいや」 という感じのノリでコーディングしてると，変更し忘れや変更ミスによってバグが発生します． バグ発生直前にコピペ作業をしていた場合は，真っ先にその箇所を疑ってください．

計算が合わないときは，演算時の「型」に問題がある

型の上限値・下限値や自動型変換について勉強が足りないと，ドツボにはまる ことになります．次のプログラムを見てください．

unsigned char data1 = 255;
unsigned char data2 = 2;
unsigned char sum;

sum = data1 + data2;

printf("sum:%d\n",sum); 

sum:1 

割り算はバグが発生しやすい箇所です． 以下は単純な１÷９の計算ですが，型やキャストの仕方によって計算結果は異なります．

printf("ans1:%lf\n",1/9);
printf("ans2:%lf\n",(double)(1/9));
printf("ans3:%lf\n",(double)1/9);
printf("ans4:%lf\n",1.0/9);
printf("ans5:%lf\n",1/9.0);
printf("ans6:%lf\n",1/(double)9);
printf("ans7:%lf\n",(int)(1.0)/(int)(9.0));

ans1:0.000000
ans2:0.000000
ans3:0.111111
ans4:0.111111
ans5:0.111111
ans6:0.111111
ans7:0.000000

型の優先順位：char＜short≦int≦long＜float＜double

あと，割り算におけるバグの１つに「ゼロ割」があります． 割り算の時に0で割ることがないよう注意してください．

ローカルで宣言できる配列の大きさに限界がある

ローカルで宣言した自動変数はスタック上に領域を確保するので， あまり大きな領域（配列）を確保しようとすると，あふれてしまいその時点でプログラムが異常終了します． 大きな配列を使いたい場合は

• static変数にする
• グローバル変数にする
• mallocやcallocで領域を動的に確保する
• 開発環境の「スタックアロケーション」の設定でスタックのサイズを変更する

関数にはエラー判定を組み込むべき

バグと戦うためには，関数作りの際に処理の成否を出力するような仕組みをつくる癖をつけてください． 一般的によく使われているのは，戻り値を成功：0，失敗：-1とする方法です． メモリを動的に確保するような場合や，そのようにして確保したメモリを参照する場合は， ヌルポインタに対するエラー判定が必須になります．怠ると青い画面を見る羽目になりますよ…．

最後は本コーナーでしめたいと思います． 先日所有しているC言語の本を数えたら洋書を含めて17冊（+2冊注文中）もありました． 買いすぎです．バカです．今回はそのなかでも堂々と薦められるものを紹介します．

改訂新版
Ｃプログラミング診断室
さらに美しく健康的なプログラムのために
藤原博文(著)／技術評論社／ISBN: 4774117870／2003年07月

Software Designという雑誌に10年以上前に連載されていたコーナー． 1993年に本になり，増刷を繰り返し一度絶版になった後，WEBサイトに全内容が公開されました． そして2003年に改訂版が出版されたというベスト・ロングセラーです． 徹底的に悪いプログラム（職業プログラマが書いたもの）を例に， どこが悪いかを指摘し改善方法を処方するという，「反面教師」な内容です． C言語上達の秘訣は，良いプログラム・悪いプログラムがどんなものかを知ることです． これを読んだ後で，後輩の書いたプログラムを見てみると，悪いプログラムの本質は10年経った今でも そう変わらんのだなぁと実感できます．書籍版のほうが読みやすいのでオススメ．

Web版
Ｃプログラミング診断室（Amazon）

新ANSI C言語辞典
平林雅英(著)／技術評論社／ISBN:4774104329／1997年05月

関数リファレンスに加えプログラミングに関する専門用語などが数多く収録されています． printf() [ﾌﾟﾘﾝﾄ ｴﾌ] といった感じで読みも書いてあるあたりに好感を覚えます． 各関数においてプログラミング例も書かれています． 付録には，プログラミング用語と英語名の英和対訳一覧，ヘッダ別の関数リスト（索引）， 文字コード体系一覧，Cプログラミング・トラブル診断室，記号一覧など， とにかく必要以上にいろいろな情報が所狭しと載っています． 便利なことこの上ない本ですが，少々小さめの文字で凝縮して書かれているので， ほんと国語辞書みたいな本です．

新ANSI C言語辞典（Amazon）

C++美しいプログラミング見本帖
〜クラスとメンバ関数手習い指南〜
柏原正三(著)／翔泳社／ISBN:479810776X／2004年10月

CからC++に移行する人向けの本です．入門書を読んでC++をはじめたはいいが， どこが悪いか誰も指摘してくれない！という状況で困っているひとに読んでもらいたい本です（経験者は語る）． 内容は，C++のソースを書く導入部から，クラスの作り方，参照渡し，例外などをカバーしています． ただし，この本だけでC++の勉強をするのは厳しいので別途入門書を用意する必要があります． 本書はC++をはじめたC経験者づまづきそうな場所について配慮がなされていて， 各トピックの構成は以下のようになっています．

１．問題（バグ・コンパイルエラー）のあるプログラムの提示
２．問題点はどこにあるのか？
３．指南（解説）
４．まとめ
５．修正後のプログラム

いわゆる「反面教師」方式の構成ですが，"まとめ"のおかげで詳しい解説を読まずとも 要点をおさえることができます．個人的にプログラミング本らしくないカラフルな装丁が好きです．C言語版もあります．

C++美しいプログラミング見本帖（Amazon）

長々と書いてしまいましたが，参考になりましたでしょうか？ ここに書いた内容の半分は，僕がここ１〜２年で本やインターネットを頼りに独学で学んだこと， そして大学で後輩の指導にあたっているときに気づいたことです． 学校の授業ではif文やfor文という必要最低限のことしか教えてくれず，マクロ定義のことなんか誰も教えてくれませんでした． プログラミング上達の鍵は，本を読むことよりもダメだしをしてくれる誰かを見つけること， そしてうまい人のプログラムを読んでテクを盗むことです． 気づいたことがあれば適宜追加していこうと思います．今回はこのへんで！