C言語でカレンダー

はじめに

久しぶりの投稿です。前作を見てくださったみなさん、ありがとうございます。今後ともよろしくお願いします。
今回はC言語を用いたカレンダー作りです。WSLのUbuntuでcalコマンドの存在を知り、Windowsでも使いたいと思い、この記事を書くに至りました。なんちゃってcalコマンドですが...

条件

今回の条件は以下のとおりです。

• コマンドライン引数で年月を取得
• 日曜始まり

ソースコード

cal.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int check_leap(int year){
    if (year % 4 != 0) return 0;
    else if (year % 100 != 0) return 1;
    else if (year % 400 != 0) return 0;
    else return 1;
}

void return_error(int status, int num){
    switch (status){
        case 0: fprintf(stderr, "Usage: cal [month] [year]"); break;
        case 1: fprintf(stderr, "cal: year \'%d\' is not in range 1..9999", num); break;
        case 2: fprintf(stderr, "cal: month \'%d\' is not in range 1..12", num); break;
        default: fprintf(stderr, "cal: unknown error");
    }
    exit(1);
}

int print_cal(int month, int year){
    int gap = 0, i, cnt;
    const int days[12] = {31, 28+check_leap(year), 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
    const char name[37] = "JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec";
    for (i = 1; i < year; i++) gap += 1+check_leap(i);
    for (i = 0; i < month-1; i++) gap += days[i]-28;
    printf("      ");
    for (i = 0; i < 3; i++) printf("%c", name[3*(month-1)+i]);
    printf(" %-4d\n", year);
    printf("Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
    for (cnt = 0; cnt < (gap+1)%7; cnt++) printf("   ");
    for (i = 1; i <= days[month-1]; i++, cnt++){
        if (cnt % 7 == 0 && cnt != 0) printf("\n");
        printf("%2d ", i);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]){
    int month, year;
    if (argc < 3) return_error(0, 0);
    month = atoi(argv[1]);
    year = atoi(argv[2]);
    if (year < 1 || year > 9999) return_error(1, year);
    if (month < 1 || month > 12) return_error(2, month);
    print_cal(month, year);
    return 0;
}

解説

check_leap関数

引数の年がうるう年(leap year)かを調べる関数です。
西暦n年がうるう年であるための条件は、
(n % 4 == 0 NOT n % 100 == 0) OR n % 400 == 0
です。返り値はこの後使います。

return_error関数

トラブルがあった際に呼び出す関数です。それだけです。
メッセージは標準エラー出力に出されます。

print_cal関数

このプログラムのコアです。

使用変数

• days：毎月の日数を管理します。check_leap関数の戻り値はdays[1]（2月）に加算されます。
• gap： 365 = 7 * 52 + 1 より、1年で元日は1日ずれます（うるう年は2日）。西暦1年から西暦n-1年までのズレを足し合わせることで、西暦n年の元日が西暦1年のそれから何曜日分ずれているのかを計算できます。また、西暦n年m月1日と元日のズレも計算します(なお西暦1年の元日は月曜日)。
• name：各月名の3文字をまとめています。name[36]には自動でヌル文字が入り、これで確認できます。if (name[36] == '\0') printf("NULL!\n");
• cnt：出力の際、7日ごとに改行するためのカウンター変数です。

具体例

2020年11月の場合

1. 1年1月1日から2020年1月1日までのgap：2508日
2. 2020年1月1日から2020年11月1日までのgap：25日
3. (2508 + 25) % 7 = 6 より、2020年11月1日は1年の元日から6日のずれ、ゆえに日曜日

main関数

コマンドライン引数の管理を行います。
argcは引数の数、argvは各引数の先頭文字のポインタを示します。なお、argcはプログラム名も含みます。例えば "cal 11 2020" と入力した場合、argc = 3 です。
stdlib.h 内のatoi関数で、argv[1]（月）とargv[2]（年）の文字列を整数型に変換し、条件を満たしていれば、print_cal関数を呼び出します。

出力の順番

1. name[3*(month-1)+i] (0 <= i <= 2) で取得できる月名3文字
2. printf(" %-4d\n", year) で西暦年の右詰め（4ケタ）
3. パディング用スペースを (gap+1) % 7 回（+1を+0に変更すれば月曜始まり）
4. 1, 2, 3, ..., days[month-1] で日付
5. cnt == 7 なら改行

これを繰り返します。

使用例

> cal 11 2020
      Nov 2020
Su Mo Tu We Th Fr Sa
 1  2  3  4  5  6  7 
 8  9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 
22 23 24 25 26 27 28 
29 30 

おわりに

このプログラムが、みなさんの役にたてば幸いです。ご一読ありがとうございました。