C言語プログラミング環境構築ガイド

ディレクトリ構造の作成

ディレクトリ名は「lesson」と「lecture」のどちらでも問題ないが、授業の資料では「lecture」が使用されているため、統一性を保つために「lecture」を推奨する。

# ホームディレクトリに移動
cd ~

# 授業用のディレクトリを作成
mkdir -p prog1/lecture{01..14}

Emacsを使用したファイル編集

Emacsでのファイル作成と編集の詳細手順

# 作成したディレクトリに移動
cd ~/prog1/lecture01

# Emacsでファイルを開く
emacs hello.c

Emacsでの詳細な操作手順：

Emacsが起動し、新しいバッファが表示される
以下のコードを入力する：

/* 挨拶と自己紹介 */
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("こんにちは。私の名前は福岡太郎です。\n");
    return 0;
}

ファイルを保存するには：
Ctrl + x を押した後、Ctrl + s を押す
画面下部に「Write file: ~/prog1/lecture01/hello.c」と表示されることを確認する
Enter キーを押して保存する
Emacsを終了するには：
Ctrl + x を押した後、Ctrl + c を押す
変更を保存していない場合は確認メッセージが表示されるので、y を押して保存する

Emacsのショートカットキー（参考）

キー組み合わせ	機能
Ctrl + x, Ctrl + s	ファイルを保存する
Ctrl + x, Ctrl + c	Emacsを終了する
Ctrl + g	操作をキャンセルする
Ctrl + a	行の先頭に移動する
Ctrl + e	行の末尾に移動する
Ctrl + k	カーソル位置から行末までを削除する
Ctrl + y	削除したテキストを貼り付ける
Ctrl + s	前方検索を開始する
Ctrl + r	後方検索を開始する
Meta(Alt) + x	コマンドを入力する

Visual Studio Code (VSCode)を使用したファイル編集

VSCodeでのファイル作成と編集の詳細手順

# 作成したディレクトリに移動
cd ~/prog1/lecture01

# VSCodeでフォルダを開く
code .

VSCodeでの詳細な操作手順：

VSCodeが起動する。左側のエクスプローラーパネルが表示される
エクスプローラーパネルで右クリックし、「新しいファイル」を選択する
ファイル名として「hello.c」と入力し、Enterキーを押す
エディタ領域に以下のコードを入力する：

/* 挨拶と自己紹介 */
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("こんにちは。私の名前は福岡太郎です。\n");
    return 0;
}

ファイルを保存するには：
Ctrl + S を押す
または、「ファイル」メニューから「保存」を選択する
ファイルを閉じるには：
ファイルタブの「×」ボタンをクリックする
または、Ctrl + W を押す
VSCodeを終了するには：
右上の「×」ボタンをクリックする
または、「ファイル」メニューから「終了」を選択する

VSCodeの便利な機能

シンタックスハイライト：コードの要素が自動的に色分けされて見やすくなる
インテリセンス：コード補完機能により、関数や変数名を自動的に提案する
エラー表示：コードにエラーがある場合、リアルタイムで赤い波線が表示される
ミニマップ：右側にコードの全体像を表示し、ナビゲーションを容易にする

ターミナルでのコンパイルと実行

基本的なコンパイルと実行手順

# 作成したディレクトリに移動
cd ~/prog1/lecture01

# GCCを使用してコンパイル
gcc hello.c -o hello

# 実行ファイルを実行
./hello

詳細なオプションを使用したコンパイル

# 警告を表示し、デバッグ情報を含めるオプションを追加
gcc -Wall -Wextra -g hello.c -o hello

# 実行
./hello

コンパイルオプションの説明： - -Wall：一般的な警告をすべて表示する - -Wextra：追加の警告も表示する - -g：デバッグ情報を含める（デバッガで使用可能） - -o hello：出力ファイル名を「hello」に指定する

コンパイルエラーの確認と修正

コンパイル時にエラーが発生した場合：

# 例：エラーがある場合
gcc hello.c -o hello
# エラーメッセージが表示される

# エディタでファイルを開き直して修正
emacs hello.c  # または code hello.c

Emacsを使用したコンパイルと実行

Emacsでのコンパイル手順

Emacsでファイルを開いている状態で：
Meta(Alt) + x を押す
compile と入力して Enter キーを押す
コンパイルコマンドの入力を求められるので、gcc -Wall hello.c -o hello と入力する
Enter キーを押してコンパイルを実行する
コンパイル結果は別のバッファに表示される：
エラーがある場合は、エラー箇所に移動するために Ctrl + x を押してから ` (バッククォート)を押す
成功した場合は、コンパイルバッファに「Compilation finished」と表示される

Emacsでのプログラム実行手順

シェルを開く：
Meta(Alt) + x を押す
shell と入力して Enter キーを押す
シェルバッファで実行：
./hello と入力して Enter キーを押す
プログラムの出力がシェルバッファに表示される

Emacsのコンパイル・実行のカスタマイズ（.emacsファイルの設定）

自動化するために、ホームディレクトリの.emacsファイルに以下の設定を追加できる：

;; C言語コンパイル用のキーバインディング
(global-set-key [f9] 'compile)
(setq compile-command "gcc -Wall -g ")

;; コンパイル・実行を連続して行う関数
(defun compile-and-run ()
  (interactive)
  (let ((src (file-name-nondirectory buffer-file-name))
        (exe (file-name-sans-extension (file-name-nondirectory buffer-file-name))))
    (compile (concat "gcc -Wall -g " src " -o " exe " && ./" exe))))

;; F5キーにコンパイル・実行の関数をバインド
(global-set-key [f5] 'compile-and-run)

この設定により： - F9キーを押すとコンパイルコマンドが実行される - F5キーを押すとコンパイルと実行が連続して行われる

VSCodeを使用したコンパイルと実行

VSCodeでのコンパイル手順

ターミナルを開く：
上部メニューから「ターミナル」→「新しいターミナル」を選択する
または、Ctrl + ` を押す
ターミナルでコンパイルコマンドを実行：
```
gcc -Wall hello.c -o hello
```
実行コマンドを入力：
```
./hello
```

VSCodeのタスク機能を使った自動化

VSCodeでは、タスクを設定することでコンパイルと実行を自動化できる：

「Ctrl + Shift + P」を押してコマンドパレットを開く
「Tasks: Configure Default Build Task」と入力して選択する
「Create tasks.json file from template」を選択する
「Others」を選択する
表示されるtasks.jsonファイルを以下のように編集する：

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "C: gcc build active file",
            "type": "shell",
            "command": "gcc",
            "args": [
                "-Wall",
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "problemMatcher": ["$gcc"]
        },
        {
            "label": "C: run active file",
            "type": "shell",
            "command": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
            "group": {
                "kind": "test",
                "isDefault": true
            },
            "dependsOn": ["C: gcc build active file"]
        }
    ]
}

ファイルを保存する（Ctrl + S）

これにより： - 「Ctrl + Shift + B」でビルド（コンパイル）タスクが実行される - 「Ctrl + Shift + P」→「Tasks: Run Test Task」で実行タスクが実行される（ビルド後自動的に実行）

VSCodeのデバッグ設定

デバッグ機能を使用するための設定：

「Ctrl + Shift + P」を押してコマンドパレットを開く
「Debug: Add Configuration」と入力して選択する
「C/C++: (gdb) Launch」を選択する
表示されるlaunch.jsonファイルは以下のようになっている：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "C: Debug (GDB)",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "C: gcc build active file"
        }
    ]
}

ファイルを保存する（Ctrl + S）

デバッグの使用方法： - ブレークポイントを設定するには、行番号の左側をクリックする - F5キーを押してデバッグを開始する - F10キーで次の行へ（ステップオーバー） - F11キーでステップイン - F5キーで続行 - Shift + F5キーでデバッグを終了する

課題に取り組む際の推奨ワークフロー

授業資料を確認し、課題の要件を理解する
適切なディレクトリ（例：~/prog1/lecture01/）に移動する
課題に応じたファイル名でソースファイルを作成する（例：list0101.c）
コードを記述する
コンパイルと実行を繰り返し、デバッグする
正常に動作することを確認する
オンラインジャッジシステムに提出する

注意点

ファイル名は課題の指示に従って命名する（例：list0101.c）
提出前に不要なコメントやデバッグ用のprintfを削除する
プログラムが正しく動作することを確認する
コードには適切なコメントを入れる
教科書の例題だけでなく、自分で応用した例も作って理解を深める