C言語を使って台形の面積を計算！7ステップで完全解説

はじめに
●台形の面積の計算方法
- ○台形の面積の公式とは何か
- ○C言語で台形の面積を計算するための基本的なステップ
●C言語での台形の面積計算：具体的なコード
- ○サンプルコード1：台形の上底、下底、高さを入力して面積を計算する
- ○サンプルコード2：台形の面積を計算する関数を作成する
●応用例：さらに高度な台形面積計算のコード
- ○サンプルコード3：複数の台形の面積を一度に計算する
- ○サンプルコード4：台形の面積をグラフィカルに表示する
●注意点：台形の面積計算コードの作成におけるエラーと対処法
●カスタマイズの方法：コードを自分のニーズに合わせて調整する方法
まとめ

はじめに

プログラミングの世界に初めて足を踏み入れた方、あるいはすでに何らかの経験がある方で、より具体的な実践例を求めている方々に向けて、この記事は書かれています。

今回取り上げるのは、C言語を用いて台形の面積を計算する方法です。

台形の面積の公式から始め、具体的なコード例を示すことで理解を深めます。

●台形の面積の計算方法

○台形の面積の公式とは何か

台形の面積を求めるためには、次の公式を用います。

面積 = (上底 + 下底) * 高さ / 2

この公式は、台形の上底と下底の平均値を高さで掛けることにより、台形の面積を求めることができます。

○C言語で台形の面積を計算するための基本的なステップ

C言語で台形の面積を計算するには、次のステップを行います。

上底、下底、高さの値を変数に格納します。
台形の面積を計算する公式をコードに反映させます。
計算結果を出力します。

●C言語での台形の面積計算：具体的なコード

○サンプルコード1：台形の上底、下底、高さを入力して面積を計算する

下記のコードは、ユーザーから上底、下底、高さの入力を受け取り、台形の面積を計算して結果を出力するものです。

#include <stdio.h>

int main() {
    double top, bottom, height, area;

    printf("上底を入力してください: ");
    scanf("%lf", &top);

    printf("下底を入力してください: ");
    scanf("%lf", &bottom);

    printf("高さを入力してください: ");
    scanf("%lf", &height);

    area = (top + bottom) * height / 2;

    printf("台形の面積は: %.2lf\n", area);

    return 0;
}

このコードでは、まず double 型の変数 top, bottom, height, area を定義しています。

次に、printf 関数を使ってユーザーに上底、下底、高さの入力を求め、scanf 関数を用いてそれらの値を各変数に格納します。

その後、台形の面積を計算する公式を用いて area の値を計算し、その結果を出力します。

このコードを実行すると、次のような出力が得られます（ここでは上底に5、下底に10、高さに8を入力した例を紹介します）。

上底を入力してください: 5
下底を入力してください: 10
高さを入力してください: 8
台形の面積は: 60.00

○サンプルコード2：台形の面積を計算する関数を作成する

次に、台形の面積を計算する関数を作成する方法について説明します。

#include <stdio.h>

double trapezoid_area(double top, double bottom, double height) {
    double area;
    area = (top + bottom) * height / 2;
    return area;
}

int main() {
    double top, bottom, height, area;

    printf("上底を入力してください: ");
    scanf("%lf", &top);

    printf("下底を入力してください: ");
    scanf("%lf", &bottom);

    printf("高さを入力してください: ");
    scanf("%lf", &height);

    area = trapezoid_area(top, bottom, height);

    printf("台形の面積は: %.2lf\n", area);

    return 0;
}

このコードでは trapezoid_area という関数を定義しています。

この関数は上底、下底、高さの3つの double 型の引数を受け取り、その値を用いて台形の面積を計算し、計算結果を戻り値として返します。

main 関数内では、この trapezoid_area 関数を呼び出して台形の面積を計算しています。

このコードを実行すると、前の例と同じように、ユーザーから入力を受け取り、その値を用いて台形の面積を計算し、計算結果を出力します。

具体的な実行結果は前の例と同様となります。

このように関数を使うことで、同じ計算を何度も行う場合や、他のプログラムで同様の計算を行う必要がある場合に便利です。

●応用例：さらに高度な台形面積計算のコード

○サンプルコード3：複数の台形の面積を一度に計算する

下記のコードは、複数の台形の面積を一度に計算するものです。

ここでは、台形の情報（上底、下底、高さ）を格納するための構造体を用いています。

#include <stdio.h>

struct Trapezoid {
    double top;
    double bottom;
    double height;
};

double trapezoid_area(struct Trapezoid t) {
    double area;
    area = (t.top + t.bottom) * t.height / 2;
    return area;
}

int main() {
    struct Trapezoid t1 = {5, 10, 8};
    struct Trapezoid t2 = {6, 7, 9};

    printf("台形1の面積は: %.2lf\n", trapezoid_area(t1));
    printf("台形2の面積は: %.2lf\n", trapezoid_area(t2));

    return 0;
}

このコードではまず、Trapezoidという名前の構造体を定義しています。

次に、trapezoid_areaという名前の関数を定義し、引数としてTrapezoid構造体を受け取ります。

そして、この関数内で台形の面積を計算し、結果を戻り値として返します。

main関数内では、2つの台形t1とt2の情報を格納し、それぞれの面積を計算し出力しています。

このコードを実行すると、次のような出力が得られます。

台形1の面積は: 60.00
台形2の面積は: 58.50

○サンプルコード4：台形の面積をグラフィカルに表示する

このコードでは、SDL2というライブラリを使用して、台形の面積をグラフィカルに表示します。

SDL2は、C言語でマルチメディアアプリケーションを作成するためのクロスプラットフォームのライブラリです。

下記のコードは、台形の形状を描画し、その面積をテキストで表示するシンプルなGUIアプリケーションの例です。

#include <SDL2/SDL.h>
#include <stdio.h>

// 台形の情報を保持する構造体
struct Trapezoid {
    int top, bottom, height;
};

// 台形の面積を計算する関数
double trapezoid_area(struct Trapezoid t) {
    double area = (t.top + t.bottom) * t.height / 2.0;
    return area;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);              // SDL2の初期化
    SDL_Window *window = SDL_CreateWindow("Trapezoid Area", SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, 640, 480, SDL_WINDOW_OPENGL);
    SDL_Renderer *renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);
    
    struct Trapezoid t = {100, 200, 150};
    double area = trapezoid_area(t);

    char area_text[50];
    sprintf(area_text, "Area: %.2lf", area);

    // 描画ループ
    while (1) {
        SDL_Event e;
        if (SDL_PollEvent(&e)) {
            if (e.type == SDL_QUIT) break;
        }

        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 255, 255, 255);
        SDL_RenderClear(renderer);

        // 台形の描画
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 0, 255);
        SDL_RenderDrawLine(renderer, 100, 300, 200, 200);
        SDL_RenderDrawLine(renderer, 200, 200, 300, 200);
        SDL_RenderDrawLine(renderer, 300, 200, 400, 300);
        SDL_RenderDrawLine(renderer, 100, 300, 400, 300);

        // 台形の面積を表示
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 0, 0, 255);
        SDL_Surface *surface = TTF_RenderText_Solid(TTF_OpenFont("arial.ttf", 24), area_text, {255, 0, 0});
        SDL_Texture *texture = SDL_CreateTextureFromSurface(renderer, surface);
        SDL_Rect rect = {10, 10, surface->w, surface->h};
        SDL_RenderCopy(renderer, texture, NULL, &rect);

        SDL_RenderPresent(renderer);

        SDL_FreeSurface(surface);
        SDL_DestroyTexture(texture);
    }

    SDL_DestroyRenderer(renderer);
    SDL_DestroyWindow(window);
    SDL_Quit();
    
    return 0;
}

このコードは、まずSDL2を初期化し、新しいウィンドウとレンダラーを作成します。

次に、台形の上底、下底、高さを設定し、その面積を計算します。

そして、面積をテキストとして描画します。

描画ループの中では、ウィンドウをクリアし、台形を描画し、計算した面積をテキストとして表示します。

ここでは、SDL_RenderDrawLine関数を使用して台形の各辺を描画し、TTF_RenderText_Solid関数を使用して面積のテキストを描画しています。

このコードを実行すると、台形とその面積が表示されるウィンドウが開きます。

ウィンドウを閉じると、プログラムは終了します。