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フィンローダのあっぱれご意見番(3)

フィンローダのあっぱれご意見番

第3回:CRが先か、LFが先か

初出: C MAGAZINE 1992年7月号
Updated: 1996-02-24

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実は私はNIFTY-ServeのプログラマーズフォーラムというフォーラムのSYSOPである。このフォーラムだがいまいち盛り上がらないので大変なのだが、なぜか連載を見てＣ言語フォーラム(FC)にやってくる人が多い所がすごい。いつも思うのだが、NIFTY-Serveではフォーラム名称がFで始まるため、FC という名前が絶妙で絶対これ以外にはないという明快さをもっている。当り前のようだが、ネーミングのセンスの勝利である。プログラマーは、ネーミングをもっと重視すべきだ。わかりやすい名前、というのが全ての始まりなのだ。

余談だが、同様に名前が決定的にものを言うのは、パッケージソフトの名前である。性能が数倍優れているよりも、名前が明快な方がよく売れるのではないか。ここで勘違いしてはならないのは、何をもって明快とするか、ということである。覚えやすく、雰囲気ぴったりで、かといって自己満足的だったり、凝りすぎて嫌みを感じさせることがない、そういう名前を付けるのは実に大変なことなのだ。しかし、どうも ABC-123 のような感じのパッケージソフトが今も売られているいうのが、いまいち釈然としない。

話はＣ言語フォーラムに戻る。ここにはＱ＆Ａの電子会議があって、回答好きな人達（失礼）が競って回答しているが、私も希に仲間に加わったりする。主に初心者への回答を狙うことにしている。なぜかというと、高度な質問だと答がわからないからだが。

さて、私は回答の最後に練習問題を付ける癖がある。本当に練習問題のこともあるが、実は私も分かっていなかったりするので、練習問題という名目にして逆に質問していることもあるとはお釈迦様も御存じあるめえ。ちょっと前になるが、摩化不思議な問題を書いた。その話も、元はといえば、ある人の質問から話が始まったのである。最初から書くと長くなって頁に収まらないから、最後に私が出した問題のみ引用してみよう。

あたる「腹へったな～。ラーメンでも食っていこうか」

　（ラムとあたる、ラーメン屋に入る）

ラム　「うち、カレーの方がいいっちゃ。」
あたる「なぜそれを先に言わんのだ！」

　（ラムとあたる、ラーメン屋を出る）

　　問題：ラムとあたるがラーメン屋に入ったのはなぜか？　※

問題もすごいが、一体どこがＣ言語に関係あるのだ？　と思われるかもしれない。元はちゃんとＣ言語の話だったのである。ここまで来ると流石にギャラリーの皆さんも呆然としたらしく、この後、見事に皆目コメントが付かなかった。

例えば、あたるがラムもラーメンを食べると思ったから、という感じの答でいいかもしれない。ではなぜそう思ったのか。そうなると難しい問題である。え、どこがＣ言語に関係あるのかわからない？　いや実は関係ないのですが。いや、全然無関係というのではなく、少しは関係あるのですが。余計わからない？　それは困りましたねえ…。

いきなりＣ言語になる。

リスト１は、改行のコードの組を CR+LF に整形する処理のつもりである。

/* リスト１ */
/* 行末のコードの組をCR+LFに整形する */

#define LF 0x0a
#define CR 0x0d

void set_end_of_line(FILE *in_fp, FILE *out_fp)
{
    int c;

    while ((c = getc(in_fp)) != EOF) {
        if (c == CR) {
            /* 読みとばす */
        } else if (c == LF) {
            putc(CR, out_fp);
            putc(LF, out_fp);
        } else {
            putc(c, out_fp);
        }
    }
}

もっと具体的に書けば、CRとLFの任意の組み合わせが現われたら、CR+LFの２バイトの文字列に置き換える、という処理である。なぜこういう処理を必要なのか不思議に思う人もいるかもしれないが、UNIXマシンからデータをDOSマシンに変換した時に、うっかり行末がLFだけになっていたりすると重宝することがあるのだ。もっと実際的なのは、NIFTY-Serveを使っている人なら体験的にわかると思うが、行末がCR だけのデータや、CR+CR+LFのデータが、たまにあるのである。CR+CR+LFという行末には驚くかもしれないが、クリッピングサービスで某通信社の提供しているニュース速報がこの形式の行末になっていて、エディタで表示すると各行末に^Mという表示が付いて、うっとおしい。

CR+CR+LF の行末になっていると書いたが、以下の考察では、この順序であることがポイントになるので、頭に入れておいて欲しい。仮にLF、CRの順序で比較すれば、

　CRが現われる ---> LFと比較するが、一致しない
                    CRと比較して一致する。
  LFが現われる ---> LFと比較して一致する。

このように３回の比較で処理が終了する。この場合は、先にCRと比較して、後からLFと比較しても回数は変わらない。では、CR+CR+LF だとどうか。LF を先にチェックした場合は、

　読んだ文字    比較する文字
  ------------------------------
  CR            LF　　一致しない
                CR　　一致する
  CR            LF　　一致しない
                CR　　一致する
  LF            LF　　一致する

で５回の比較となり、CR を先にチェックする場合は、

　読んだ文字    比較する文字
  ------------------------------
  CR            CR　　一致する
  CR            CR　　一致する
  LF            CR　　一致しない
                LF　　一致する

で４回の比較ですむのだ。

なお、NIFTY-Serve のデータライブラリに登録されているデータの中には、改行コードがCRのみになっているものがたまにある。このような行末と「CR+LF」という行末が混じったデータの処理を書く場合にも、 CR、LFの順序で比較したほうが比較の回数は少なくてすむ。

さて、ここで問題は、c を CR、LF の順序でチェックしているのはなぜか、ということである。ここまできたら、比較の順序の理屈は分かるだろう。データによっては、必ずしもこれが最善になるとは限らないのだが、一応理屈を考えたという点では評価してもよいと思う。後は、実際にプログラムを走らせて、どの程度差があるかを調べるとよい。おそらく、殆ど差がないのでがっかりするかもしれない。

「ラムとあたるがラーメン屋に入ったのはなぜか？」という問題に戻るとこうである。まず、あたるが最適な行動をすると仮定しておく。ならば、単純に考えれば、ラーメン屋に入る前にラーメンを食べるかどうか尋ねるのがセオリーである。そうすれば、ラーメンを食べないのにラーメン屋に入ってしまうという無駄な行動をしなくてすむからだ。しかし、あたるがラムに対してラーメンを食べることにまず同意するに違いない、という予想をした場合には、まず間違いないことをわざわざ確認する手間の方が無駄であるから、とりあえずラーメン屋に入ってしまった方が、トータルとしては能率的かもしれない。このように、状況によってどれが最適になるかわからない場合には、話はえらいややこしくなるのだ。

このような姑息なオプティマイズは、近い将来、ダイナミックなオプティマイズが実現すればプログラマーの責任から解放されることを信じたい。つまり、処理中に頻度の高い一致を統計処理して、よく現われる文字を最初に比較するように、プログラムが処理をしながら自分自身のコードを変えてしまえばよい。仮名漢字変換処理の学習機能をイメージしてもらえばよい。これがあらゆるコードに作用する。ちょっと怖い気もするが。

しかし、結局肝心なのは、プログラマーの心意気。少しでも工夫してやろう、という気構えである。調子に乗りすぎると、最適化はされたが訳のわからんプログラムになる危険もあるかもしれないが、とりあえず心意気が重要なのだ。これがなければ、プログラムはいくらでも堕落する。まあ動かないプログラムもよくある話だから、とりあえず動けばよい、というのも説得力があるには違いないのだが。

　※問題の答　あたるの腹がへっていたから