【C言語/画像処理】PNM（PPM・PGM・PBM）ファイルの読み込みと書き出し【ライブラリ不要】

/**
 * P3ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int readP3(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned int value;
    unsigned int num_byte;
    unsigned int i, j, c;
    unsigned int color;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PPM_ASCII);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* １ピクセルあたりの色の数を設定 */
    color = image->num_bit / 8;

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {
            for (c = 0; c < color; c++) {
                unsigned int read_size;

                /* 次の値をファイルデータから取得 */
                read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

                /* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
                if (value > image->max_value) {

                    /* 最大輝度値を超える場合 */
                    image->data[num_byte] = (unsigned char)image->max_value;
                } else {
                    image->data[num_byte] = (unsigned char)value;
                }

                /* 格納したデータ数をインクリメント */
                num_byte += 1;

                /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
                read_pos += read_size;
                
                /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
                if (read_pos >= file_size) {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

/* 画像データ */
typedef struct {
    unsigned int width; /* 画像の横サイズ */
    unsigned int height; /* 画像の縦サイズ */
    unsigned int num_bit; /* 1ピクセルあたりのビット数 */
    unsigned int max_value; /* 最大輝度値 */
    unsigned char *data; /* 画像データの先頭アドレス */
} IMAGE;

/**
 * PNMファイルを読み込む
 * 
 * 引数
 * file_name: 読み込むファイルのパス
 * file_size: 読み込んだファイルのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 読み込んだファイルデータの先頭アドレス
 * 失敗: NULL
 * 
 */
char * readFileData(char *file_name, unsigned int *file_size) {
    char *file_data = NULL;
    size_t read_size;
    unsigned int size;
    char tmp[256];
    FILE *fp;

    /* ファイルサイズ取得用にオープン */
    fp = fopen(file_name, "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("%sが読み込めません\n", file_name);
        return NULL;
    }

    /* ファイルのサイズを取得 */
    size = 0;
    do {
        read_size = fread(tmp, 1, 256, fp);
        size += read_size;
    } while (read_size == 256);

    /* ファイルを一旦クローズ */
    fclose(fp);

    /* ファイルデータ読み込み用にオープン */
    fp = fopen(file_name, "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("%sが読み込めません\n", file_name);
        return NULL;
    }

    /* ファイルデータ読み込み用のメモリ確保 */
    file_data = (char*)malloc(sizeof(char) * size);
    if (file_data == NULL) {
        printf("メモリが取得できません\n");
        fclose(fp);
        return NULL;
    }

    /* データの読み込み */
    read_size = fread(file_data, 1, size, fp);

    fclose(fp);

    if (read_size != size) {
        printf("読み込みサイズがおかしいです\n");
        free(file_data);
        return NULL;
    }

    /* サイズを設定 */
    *file_size = (unsigned int)size;

    /* 読み込んだデータの先頭アドレス返却 */
    return file_data;
}

/**
 * ヘッダーを読み込み結果をIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 画像データ格納用の構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size: ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 画像データの先頭位置
 * 失敗: 0
 */
unsigned int getImageInfo(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size, PNM_TYPE type) {

    unsigned int read_pos;
    unsigned int value;
    unsigned int read_size;

    /* データ読み込み位置を先頭にセット */
    read_pos = 0;

    /* マジックナンバー分を読み飛ばす */
    read_pos += 2;

    /* 画像の横サイズを取得する */
    read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);
    image->width = value;

    read_pos += read_size;

    /* 画像の縦サイズを取得する */
    read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);
    image->height = value;

    read_pos += read_size;

    /* 画像の最大輝度値を取得する */
    switch (type) {
        case PNM_TYPE_PGM_ASCII:
        case PNM_TYPE_PPM_ASCII:
        case PNM_TYPE_PGM_BINARY:
        case PNM_TYPE_PPM_BINARY:
            /* 取得するのはPGMとPBMのみ */
            read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

            /* 最大輝度値の値チェック */
            if (value > MAX_VALUE) {
                printf("最大輝度値が不正です\n");
                return 0;
            }

            image->max_value = value;
            read_pos += read_size;
            break;
        default:
            break;
    }

    /* PNMタイプに応じてピクセルあたりのバイト数を設定 */
    switch (type) {
        case PNM_TYPE_PBM_ASCII:
        case PNM_TYPE_PBM_BINARY:
            image->num_bit = 1;
            break;
        case PNM_TYPE_PGM_ASCII:
        case PNM_TYPE_PGM_BINARY:
            image->num_bit = 8;
            break;
        case PNM_TYPE_PPM_ASCII:
        case PNM_TYPE_PPM_BINARY:
            image->num_bit = 24;
            break;
        default:
            break;
    }

    return read_pos;
}

/**
 * ファイルデータの次の文字列を数値化して取得する
 * 
 * 引数
 * value: 数値化した結果
 * file: ファイルデータの先頭アドレス
 * read_pos: 読み込み位置
 * file_size: ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: ファイルデータから読み込んだサイズ
 * 失敗: 0
 */
unsigned int getNextValue(unsigned int *value, char *data, unsigned int read_pos, unsigned int file_size) {
    char str[256];

    /* 空白系の文字やコメントを除いた次の文字列を取得する */
    unsigned int i, j, k;
    
    i = 0;
    while (read_pos + i < file_size) {
        /* 空白系の文字の場合は次の文字へスキップ */
        if (isspace(data[read_pos + i])) {
            i++;
            continue;
        }

        /* #ならそれ以降はコメントなので次の行へ */
        if (data[read_pos + i] == '#') {
            do {
                i++;
            } while (read_pos + i < file_size && data[read_pos + i] != '\n');

            /* \nの１文字文進める */
            i++;
        }

        break;
    }

    /* 文字列を取得 */
    j = 0;
    while (read_pos + i + j < file_size && !isspace(data[read_pos + i + j])) {
        /* 読み込んだバイト数をカウントアップ */
        j++;
    }

    /* 文字列を数字に変換 */
    for (k = 0; k < j; k++) {
        str[k] = data[read_pos + i + k];
    }
    str[k] = '\0';

    /* int化 */
    *value = (unsigned int)atoi(str);

    /* 読み込んだ文字数を返却 */
    return (i + j);
}

/* 空白系の文字の場合は次の文字へスキップ */
if (isspace(data[read_pos + i])) {
    i++;
    continue;
}

/* #ならそれ以降はコメントなので次の行へ */
if (data[read_pos + i] == '#') {
    do {
        i++;
    } while (read_pos + i < file_size && data[read_pos + i] != '\n');

     /* \nの１文字文進める */
     i++;
}

/**
 * 画像データ格納用のバッファを確保する
 * 
 * 引数
 * image: 画像データ格納用の構造体
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int allocImage(IMAGE *image) {
    unsigned int size;
    unsigned char *data;
    unsigned int line_byte;

    if (image == NULL) {
        return -1;
    }

    /* 1行あたりのバイト数を計算（切り上げ） */
    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;

    /* サイズを決定してメモリ取得 */
    size = line_byte * image->height;
    data = (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char) * size);
    if (data == NULL) {
        printf("mallocに失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* 取得したメモリのアドレスをimage構造体にセット */
    image->data = data;

    return 0;

}

/* 次の値をファイルデータから取得 */
read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

image->data[num_byte] = (unsigned char)value;

/* 格納したデータ数をインクリメント */
num_byte += 1;

/**
 * P2ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int readP2(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned int value;
    unsigned int num_byte;
    unsigned int i, j, c;
    unsigned int color;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PGM_ASCII);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* １ピクセルあたりの色の数を設定 */
    color = image->num_bit / 8;

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {
            for (c = 0; c < color; c++) {
                unsigned int read_size;

                /* 次の値をファイルデータから取得 */
                read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

                /* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
                if (value > image->max_value) {

                    /* 最大輝度値を超える場合 */
                    image->data[num_byte] = (unsigned char)image->max_value;
                } else {
                    image->data[num_byte] = (unsigned char)value;
                }

                /* 格納したデータ数をインクリメント */
                num_byte += 1;

                /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
                read_pos += read_size;
                
                /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
                if (read_pos >= file_size) {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

/**
 * P1ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int readP1(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned int value;
    unsigned int num_byte;
    unsigned char byte;
    unsigned int num_bit;
    unsigned int i, j;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PBM_ASCII);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    num_bit = 0;
    byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {

            unsigned int read_size;

            /* 次の値をファイルデータから取得 */
            read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

            /* ビットをバイトに詰める */
            byte += value << num_bit;
            num_bit++;
            if (num_bit >= 8) {
                /* １バイト分詰め込んだらimage構造体に格納 */
                image->data[num_byte] = byte;
                byte = 0;

                /* 次のバイトにビットを詰め込んでいく */
                num_bit = 0;
                num_byte++;
            }


            /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
            read_pos += read_size;
                
            /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
            if (read_pos >= file_size) {
                return 0;
            }
        }
        if (num_bit != 0) {
            /* 次の行は最下位ビットからバイトに詰めていく */
            image->data[num_byte] = byte;
            byte = 0;
            num_bit = 0;
            num_byte++;
        }
    }

    return 0;
}

/* 次の値をファイルデータから取得 */
read_size = getNextValue(&value, file_data, read_pos, file_size);

/* ビットをバイトに詰める */
byte += value << num_bit;
num_bit++;

if (num_bit >= 8) {
    /* １バイト分詰め込んだらimage構造体に格納 */
    image->data[num_byte] = byte;
    byte = 0;

    /* 次のバイトにビットを詰め込んでいく */
    num_bit = 0;
    num_byte++;
}

/**
 * P6ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 * 
 */
int readP6(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned int num_byte;
    unsigned int i, j, c;
    unsigned char byte_data;
    unsigned int color;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PPM_BINARY);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* 最大輝度値の次にある空白系文字の分、読み込み位置を加算 */
    read_pos += 1;

    /* １ピクセルあたりの色の数を設定 */
    color = image->num_bit / 8;

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {
            for (c = 0; c < color; c++) {

                /* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
                byte_data = (unsigned char)file_data[read_pos];
                image->data[num_byte] = byte_data;

                /* 格納したデータ数をインクリメント */
                num_byte += 1;

                /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
                read_pos += 1;
                
                /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
                if (read_pos >= file_size) {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

/* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
byte_data = (unsigned char)file_data[read_pos];
image->data[num_byte] = byte_data;

/**
 * P5ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 * 
 */
int readP5(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned int num_byte;
    unsigned int i, j, c;
    unsigned char byte_data;
    unsigned int color;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PPM_BINARY);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* 最大輝度値の次にある空白系文字の分、読み込み位置を加算 */
    read_pos += 1;

    /* １ピクセルあたりの色の数を設定 */
    color = image->num_bit / 8;

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {
            for (c = 0; c < color; c++) {

                /* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
                byte_data = (unsigned char)file_data[read_pos];
                image->data[num_byte] = byte_data;

                /* 格納したデータ数をインクリメント */
                num_byte += 1;

                /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
                read_pos += 1;
                
                /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
                if (read_pos >= file_size) {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }

    return 0;
}

/**
 * P4ファイルのヘッダーと画像データをIMAGE構造体に格納する
 * 
 * 引数
 * image: 読み込んだ画像データ構造体
 * file_data: ファイルデータの先頭アドレス
 * file_size; ファイルデータのサイズ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 * 
 */
int readP4(IMAGE *image, char *file_data, unsigned int file_size) {
    unsigned int read_pos;
    unsigned char byte_data;
    unsigned int num_byte;
    unsigned char byte;
    unsigned int num_bit;
    unsigned int i, j;
 
    /* ヘッダーを読み込んでImage構造体にデータをつめる */
    read_pos = getImageInfo(image, file_data, file_size, PNM_TYPE_PBM_BINARY);

    if (read_pos == 0) {
        /* ヘッダー読み込みに失敗していたら終了 */
        printf("ヘッダーがおかしいです\n");
        return -1;
    }

    /* ヘッダーの情報に基づいてメモリ確保 */
    if (allocImage(image) != 0) {
        printf("メモリ取得に失敗しました\n");
        return -1;
    }

    /* 画像の縦サイズの次にある空白系文字の分、読み込み位置を加算 */
    read_pos += 1;

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    
    /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
    if (read_pos >= file_size) {
        return 0;
    }

    /* ファイル全体を読み終わるか必要な数分の輝度数をセットするまでループ */
    num_byte = 0;
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < (image->width + 7) / 8; i++) {

            /* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
            byte_data = bitSwap((unsigned char)file_data[read_pos]);
            image->data[num_byte] = byte_data;

            /* 格納したデータ数をインクリメント */
            num_byte += 1;

            /* データ読み込み位置と読み込んだデータ数を計算 */
            read_pos += 1;
            
            /* ファイルサイズ分読み込んでいたら終了 */
            if (read_pos >= file_size) {
                return 0;
            }
        }
    }

    return 0;
}

/* 輝度値をIMAGE構造体に格納 */
byte_data = bitSwap((unsigned char)file_data[read_pos]);
image->data[num_byte] = byte_data;

/**
 * P3ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP3(IMAGE *image, FILE *fp) {
    
    unsigned int num_data;
    unsigned int line_byte;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P3\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);
    fprintf(fp, "%u\n", image->max_value);

    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;
    num_data = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    while (num_data < line_byte * image->height) {
        /* ASCII形式でファイルに書き出し */
        fprintf(fp, "%u ", image->data[num_data]);

        /* 適度に改行を入れておく */
        if (num_data % 20 == 19) {
            fprintf(fp, "\n");
        }

        /* 書き出した輝度値の数をインクリメント */
        num_data += 1;
    }

    return 0;
}

/* ASCII形式でファイルに書き出し */
fprintf(fp, "%u ", image->data[num_data]);

/**
 * P2ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP2(IMAGE *image, FILE *fp) {
    
    unsigned int num_data;
    unsigned int line_byte;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P2\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);
    fprintf(fp, "%u\n", image->max_value);

    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;
    num_data = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    while (num_data < line_byte * image->height) {
        /* ASCII形式でファイルに書き出し */
        fprintf(fp, "%u ", image->data[num_data]);

        /* 適度に改行を入れておく */
        if (num_data % 20 == 19) {
            fprintf(fp, "\n");
        }

        /* 書き出した輝度値の数をインクリメント */
        num_data += 1;
    }

    return 0;
}

/**
 * P1ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP1(IMAGE *image, FILE *fp) {

    unsigned int num_bit;
    unsigned int num_byte;
    unsigned int num_output;
    unsigned char bit_data;
    unsigned char byte_data;
    unsigned int i, j;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P1\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);

    num_byte = 0;
    num_bit = 0;
    num_output = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    for (j = 0; j < image->height; j++) {
        for (i = 0; i < image->width; i++) {
            byte_data = image->data[num_byte];
            bit_data = (byte_data & (1 << num_bit)) >> num_bit;

            /* ASCII形式でファイルに書き出し */
            fprintf(fp, "%u ", bit_data);
            num_output++;
            num_bit++;

            /* 適度に改行を入れておく */
            if (num_output % 60 == 59) {
                fprintf(fp, "\n");
            }

            if (num_bit >= 8) {
                num_byte++;
                num_bit = 0;
            }
        }
        if (num_bit != 0) {
            num_bit = 0;
            num_byte++;
        }
    }

    return 0;
}

byte_data = image->data[num_byte];
bit_data = (byte_data & (1 << num_bit)) >> num_bit;

/* ASCII形式でファイルに書き出し */
fprintf(fp, "%u ", bit_data);

/**
 * P6ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP6(IMAGE *image, FILE *fp) {
    
    unsigned int num_data;
    unsigned int line_byte;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P6\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);
    fprintf(fp, "%u\n", image->max_value);

    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;
    num_data = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    while (num_data < line_byte * image->height) {

        /* バイナリ形式でファイルに書き出し */
        fputc(image->data[num_data], fp);

        /* 書き出した輝度値の数をインクリメント */
        num_data += 1;
    }

    return 0;
}

/**
 * P5ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP6(IMAGE *image, FILE *fp) {
    
    unsigned int num_data;
    unsigned int line_byte;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P5\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);
    fprintf(fp, "%u\n", image->max_value);

    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;
    num_data = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    while (num_data < line_byte * image->height) {

        /* バイナリ形式でファイルに書き出し */
        fputc(image->data[num_data], fp);

        /* 書き出した輝度値の数をインクリメント */
        num_data += 1;
    }

    return 0;
}

/**
 * P4ファイルをファイル保存
 * 
 * 引数
 * image: 保存する画像の情報
 * fp: 保存先ファイルへのファイルポインタ
 * 
 * 返却値
 * 成功: 0
 * 失敗: 0以外
 */
int writeP4(IMAGE *image, FILE *fp) {
    
    unsigned int num_data;
    unsigned int line_byte;

    /* ヘッダーに情報書き出し */
    fprintf(fp, "P4\n");
    fprintf(fp, "%u %u\n", image->width, image->height);

    line_byte = (image->width * image->num_bit + 7) / 8;
    num_data = 0;

    /* 全輝度値をファイルに書き出し */
    while (num_data < line_byte * image->height) {

        /* バイナリ形式でファイルに書き出し */
        fputc(bitSwap(image->data[num_data]), fp);

        /* 書き出した輝度値の数をインクリメント */
        num_data += 1;
    }
    
    return 0;
}

/* バイナリ形式でファイルに書き出し */
fputc(bitSwap(image->data[num_data]), fp);