C言語のC3026エラーについて解説：OpenMPのnum_threads指定で発生する正の数定数エラーの原因と対策

2025-03-29更新日: 2025-03-29

この記事では、C言語やC++の開発環境で発生するC3026エラーについて説明します。

エラーは、OpenMPディレクティブのnum_threadsで使用される定数式が正の数値でない場合に発生します。

具体例を交えて、エラーの原因や修正方法をわかりやすく解説しています。

目次から探す

エラー発生の背景と基本知識
- OpenMPの基本概要
- num_threadsディレクティブの仕様
C3026エラーの原因解説
- 定数式と正の数値要求
- エラー発生のパターン
エラーメッセージの解析
- コンパイラエラーメッセージの内容
- 発生例の検証
エラー対策と修正方法
- num_threads指定の修正手法
まとめ

エラー発生の背景と基本知識

OpenMPの基本概要

OpenMPは、CやC++で共有メモリ型の並列プログラミングを実現するためのAPIです。

プログラム内に特定のディレクティブを記述するだけで、手軽にマルチスレッド処理を導入できるため、開発者にとって利用しやすい仕組みとなっています。

OpenMPはループやセクション単位での並列化をサポートしており、並列実行数やスレッドの振る舞いを柔軟に制御することが可能です。

num_threadsディレクティブの仕様

OpenMPでは、num_threadsディレクティブを使用して、生成するスレッド数を指定します。

このディレクティブに設定する値は、コンパイル時に定数式として評価され、正の整数でなければなりません。

たとえば、次のように記述すると、指定した数だけスレッドが生成されます。

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int main(void)
{
    // OpenMPを使用して10個のスレッドを生成する
    #pragma omp parallel num_threads(10)
    {
        printf("Thread %dが実行中です。\n", omp_get_thread_num());
    }
    return 0;
}

この例では、10個のスレッドが生成され、各スレッドが自分の番号を出力しています。

num_threadsに渡す値は定数式で評価されるため、予期せぬ値が指定された場合にエラーとなる可能性があることに注意が必要です。

C3026エラーの原因解説

定数式と正の数値要求

C言語における定数式の評価

C言語では、定数式はコンパイル時に評価される必要がある表現です。

つまり、num_threadsディレクティブに渡す式は、実行時ではなくコンパイル時にその値が確定していなければなりません。

たとえば、定数または定数として解釈できる算術演算子の組み合わせが求められます。

\[i_1 + 1\]

という式は、コンパイル時にその結果が確定しているため、条件を満たす定数式となります。

正の整数が必要な理由

num_threadsには正の整数を指定する必要があります。

これは、スレッド数に負の値やゼロが設定された場合、並列実行の意義がなくなるためです。

不適切な値が指定されると、コンパイラがエラーとして検出する仕組みとなっており、C3026エラーが発生します。

エラーとなる主な理由は、指定された数値が正の整数として評価されなかった場合です。

エラー発生のパターン

C3026エラーが発生するパターンとしては、以下のようなケースが考えられます。

定数式ではない値を指定している場合

例：変数や関数の戻り値を直接指定する

演算結果が正の整数にならない場合

例：0または負の値になる演算を記述する

これらのパターンに該当すると、コンパイラは「定数式は正の数でなければなりません」というエラーメッセージを表示します。

エラーメッセージの解析

コンパイラエラーメッセージの内容

コンパイラは、num_threadsディレクティブに不正な定数式を指定された際にエラーC3026を発生させ、以下のようなメッセージを出力します。

「’clause’:定数式は正の数でなければなりません」

このメッセージは、指定された数値が定数式として評価可能であるものの、正の整数として認められなかった場合に出力されます。

エラー原因を把握するために、指定した式の各部分がコンパイル時に評価可能か、また結果が正の値となるかを確認することが重要です。

発生例の検証

コンパイラエラーC3026が発生する例として、以下のサンプルコードを検証します。

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int main(void)
{
    int i;
    const int i1 = 0;  // i1は0を格納する定数
    // C3026エラーが発生する例:
    // i1が0であるため、num_threadsディレクティブには正の整数ではない値が指定される
    #pragma omp parallel for num_threads(i1)
    for (i = 1; i <= 2; ++i)
    {
        printf("Hello World - thread %d - iteration %d\n", omp_get_thread_num(), i);
    }
    // こちらはOK: i1 + 1は1となり、正の整数が指定される
    #pragma omp parallel for num_threads(i1 + 1)
    for (i = 1; i <= 2; ++i)
    {
        printf("Hello World - thread %d - iteration %d\n", omp_get_thread_num(), i);
    }
    return 0;
}

Hello World - thread 0 - iteration 1
Hello World - thread 0 - iteration 2

上記の例では、i1が0であるため、1つ目のnum_threadsディレクティブでエラーが発生します。

一方、i1 + 1は1となり、正の整数として認定されるため、問題なくプログラムが実行されます。

エラー対策と修正方法

num_threads指定の修正手法

エラー対策としては、num_threadsに渡す値が定数式として正しく評価され、かつ正の整数となるように変更する必要があります。

以下では、修正の具体例と演算式を利用する際の注意点について解説します。

正の数値設定の具体例

例えば、定数値を直接指定する方法や、算術演算を用いて正の整数となるように計算する方法があります。

以下にサンプルコードを示します。

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int main(void)
{
    // 定数値を直接指定
    #pragma omp parallel num_threads(4)
    {
        printf("スレッド %d が実行中\n", omp_get_thread_num());
    }
    const int baseThreads = 2;
    // 算術演算で正の整数を生成(例: baseThreadsに2を加算)
    #pragma omp parallel num_threads(baseThreads + 2)
    {
        printf("スレッド %d が実行中\n", omp_get_thread_num());
    }
    return 0;
}

スレッド 0 が実行中
スレッド 1 が実行中
スレッド 2 が実行中
スレッド 3 が実行中

このサンプルコードでは、最初の並列領域で4個のスレッドを生成し、次の並列領域では変数baseThreadsを利用して演算結果が正の整数(今回は4)となるように設定しています。

演算式の見直しに関する注意点

演算式を利用する場合、以下の点に注意してください。

式がコンパイル時に完全に評価可能であるか確認する

変数がコンパイル時定数かどうかに注意し、リテラルやconst修飾子を付けた変数を使用する。

演算結果が確実に正の整数となるように設計する

式の結果がゼロまたは負にならないよう、加算や乗算など適切な演算子を選ぶ必要があります。

数学的には、例えば\(a+1\)のように、\(a \geq 0\)のとき必ず正の整数になる演算式を利用することが有効です。

複雑な演算式は避け、シンプルな定数もしくは加算・乗算程度の算術演算に留める

コンパイラによっては、複雑な式の解析が正しく行われない場合があるため、可読性も含めシンプルな表現を心がけるとよいです。

これらの点を配慮することで、C3026エラーの発生リスクを低減でき、より安定した並列プログラムの実装が可能になります。

まとめ

この記事では、OpenMPの基本概要とnum_threadsディレクティブの仕様、及びコンパイラエラーC3026の原因について解説しました。

定数式がコンパイル時に評価され、正の整数でなければならない理由や、エラー発生パターンとその具体例、エラーメッセージの解析方法を紹介しています。

また、正の数値設定の具体例と演算式見直し時の注意点を説明し、実践的な修正手法を示しています。