第10章の２　配列とポインタ

1. 配列とアドレス

ポインタは、変数のアドレスを格納するよりは、配列のアドレスを格納する方がずっと使用頻度は高くなります。

(1) 変数と配列のアドレスの指定の違い

変数と配列のアドレスの指定の違いに注意してください。

変数のアドレス

配列のアドレス

(2) ポインタの宣言と使い方（配列のアドレスを格納）

配列のアドレスをポインタに設定した場合、配列の各要素をポインタを使ってアクセスすることができます。 この場合、「ポインタの値を変えずにデータを参照」するやり方と、 「ポインタの値そのものを更新してデータを参照」するやり方の２通りがあります。

どちらを選んでもかまいませんが、後者の場合には、ポインタに格納されているアドレスが更新されますので、 後でそのポインタを使おうとしたときに、更新されたことを忘れていると、 思わぬエラーの原因になりますので、注意が必要です。

〇 演習問題

問1

次のプログラムの空欄部を埋めて、プログラムを完成させなさい。

// ポインタが指している文字列を１文字ずつ表示するプログラム
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char str[] = "Computer";
    ______;                // ポインタの宣言
    ______;                // ポインタの値設定
    
    while (______ != '\0') { // 文字列終了までループ
    
        putchar(________);   // ポインタの指す文字を出力
        ________;            // ポインタの更新
    }
    putchar('\n');

    return 0;
}

問2

文字型配列に “AbcDefGHijk1234lmNOP” という文字列が格納されている。
ポインタを用いて、この文字列の小文字を全て大文字に変換しなさい。

問3

文字型配列 str1 に、”ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ” という文字列が格納されている。
ポインタを２つ用いて、文字型配列 str2 に、この文字列を逆順に格納しなさい。

解答例

// 問1
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char str[] = "Computer";
    char *p;                // ポインタの宣言
    p = str;                // ポインタの値設定
    
    while (*p != '\0') {  // 文字列終了までループ
    
        putchar(*p);      // ポインタの指す文字を出力
        p++;              // ポインタの更新
    }
    putchar('\n');

    return 0;
}

// 問2
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main(void)
{
    char str[] = "AbcDefGHijk1234lmNOP";
    char *p = str;

    while (*p != '\0') {
        *p = toupper(*p);
        p++;
    }
    printf("str = %s\n", str);

    return 0;
}

// 問3
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char str1[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    char str2[30];
    char *p1, *p2;
    
    p1 = str1;
    p2 = str2;
    
    while (*p1 != '\0') { // (1)p1をstr1の最後まで進める
        p1++;
    }
    while (p1 > str1) {   // p1がstr1を指す間ループ
        p1--;             // (2)
        *p2 = *p1;        // (3)p2の指すところにp1の指す値を代入
        p2++;             // (4)
    }
    *p2 = '\0';           // (5)'\0'の付加

    printf( "str1 = %s\n", str1 );
    printf( "str2 = %s\n", str2 );

    return 0;
}

2. ポインタのアドレス計算

実は、

つまり、同じ「++p」でも

アドレスが増えることになります。（型サイズは処理系に依存します）

何故このようにするのでしょう？それは、型によって増分値を考慮するのは効率が悪いからです。

〇 演習問題

ポインタを用いて以下の処理をプログラムにしなさい。

問1

大きさ10の整数型配列を用意し、下図のように初期設定しなさい。
この配列を順に調べ、奇数の値のみ、別の大きさ10の整数型配列に代入しなさい。
また、配列の中身と、何個格納したかを画面表示しなさい。

問2

整数型の配列 101個に、下図のように、順にその配列の添え字番目までの総和を格納しなさい。

解答例

// 問1
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int data1[10] = {10, 15, 22, 45, 9, 66, 71, 4, 37, 82};
    int data2[10], cnt;
    int *p1, *p2;

    cnt = 0;
    p1 = data1;             // 配列data1のアドレスをp1に設定
    p2 = data2;             // 配列data2のアドレスをp2に設定
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if ((*p1 % 2) == 1) {       // p1の指す内容が奇数なら
            *p2 = *p1;              // p2の指す中身に代入
            printf("%d\n", *p2);
            p2++;                   // ポインタp2の更新
            cnt++;
        }
        p1++;    // ポインタp1の更新
    }
    printf("格納個数 = %d\n", cnt);

    return 0;
}

// 問2
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a[101], *p;

    p = a;                  // ポインタpに配列aのアドレス設定
    *p = 0;                 // 先頭に0代入
    printf("%d ", *p);

    for (int i = 1; i < 101; i++) {
        p++;                // ポインタpの更新
        *p = *(p - 1) + i;  // 一つ前の値にiを加えて代入
        printf("%d ", *p);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

● 補足1：scanfで文字列を入力する

実は、

char str[80];
scanf("%79s", str);

は、「配列strの先頭要素のアドレスが示すメモリエリアに入力データを文字列として格納」の意味になります。

● 補足2：2次元配列のアドレス

2次元配列の場合のアドレスは次のように表します。

str	配列 str の先頭要素のアドレス（1000）
str[0] str[1] str[2]	str[0] の先頭要素のアドレス（1000） str[1] の先頭要素のアドレス（1007） str[2] の先頭要素のアドレス（1014）
&str[0][0] &str[1][0] &str[2][0]	str[0][0] のアドレス（1000） str[1][0] のアドレス（1007） str[2][0] のアドレス（1014）
str[0][0] str[1][0] str[2][0]	str[0][0] の中身（’A’） str[1][0] の中身（’D’） str[2][0] の中身（’J’）

このとき str == str[0] == &str[0][0]