【6日でできるC言語入門】文字列とポインタ

　C言語における文字列は、char型の配列として扱います。そして、文字列を操作する際にはchar型ポインタが大きな役割を果たします。配列とポインタの関係を理解することで、C言語の文字列操作がより柔軟かつ効果的に行えるようになります。ここでは、ポインタを使った文字列の扱い方や、代表的な文字列関数について、図やサンプルプログラムを交えながら詳しく解説します。

１．文字列とポインタの基本

1.1. 文字列とchar型配列

C言語で文字列を表現する最も基本的な方法は、char型配列です。
以下の例を見てみましょう。

サンプルプログラム1：char型配列による文字列

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_1/main.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char greeting[11] = "こんにちは";
    printf("greetingの内容：%s\n", greeting);
    return 0;
}

実行結果

greetingの内容：こんにちは

解説
　配列greetingは、'こ', 'ん', 'に', 'ち', 'は', '\0' という文字データで構成されています。配列名は、その先頭アドレス（ポインタ）を示します。

1.2. 文字列リテラルとポインタ

C言語では、文字列リテラルもchar型ポインタで参照できます。
次の例を見てください。

サンプルプログラム2：文字列リテラルとポインタ

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_2/main.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    const char *message = "おはようございます";
    printf("messageの内容：%s\n", message);
    return 0;
}

実行結果

messageの内容：おはようございます

解説
　ここで message は文字列リテラル"おはようございます"の先頭アドレスを指しています。constを付けるのが一般的です（リテラルは書き換え禁止）。

表：char型配列とchar型ポインタの比較

宣言方法	例	アクセス方法	特徴
char配列	char s[10];	s, s[0]	サイズ固定。書き換え可能。
char型ポインタ（リテラル）	const char *p = "...";	p, p[0]	リテラルの書き換え不可。柔軟な参照が可能。

２．文字列操作関数とポインタ

2.1. 文字列のコピー・結合・長さ取得

C言語には標準ライブラリstring.hで用意された便利な文字列関数が多数あります。
ここではstrcpy、strcat、strlenを紹介します。

サンプルプログラム3：文字列のコピー・結合・長さの取得

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_3/main.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char city[20];
    int length;

    // 文字列のコピー
    strcpy(city, "東京");
    printf("city=%s\n", city);

    // 文字列の結合
    strcat(city, "駅");
    printf("city=%s\n", city);

    // 文字列の長さ
    length = strlen(city);
    printf("文字列の長さは%dです。\n", length);

    return 0;
}

実行結果

「SDLチェック」を「いいえ」にして、プログラムを実行します。

city=東京
city=東京駅
文字列の長さは6です。。

表：主な文字列操作関数

関数名	書式	説明	使用例
strcpy	strcpy(char* dst, const char* src);	文字列srcをdstへコピー	strcpy(s, "Hello");
strcat	strcat(char* dst, const char* src);	文字列srcをdstに連結	strcat(s, "World");
strlen	strlen(const char* s);	文字列sの長さを取得	int n = strlen(s);

2.2. 文字列比較関数

文字列の内容が等しいかどうかはstrcmp関数で調べます。

サンプルプログラム4：文字列の比較

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_4/main.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char pass1[20], pass2[20];
    printf("パスワードを入力してください：");
    scanf("%s", pass1);
    printf("もう一度入力してください：");
    scanf("%s", pass2);

    if (strcmp(pass1, pass2) == 0) {
        printf("パスワードが一致しました。\n");
    } else {
        printf("パスワードが一致しません。\n");
    }
    return 0;
}

実行結果

「SDLチェック」を「いいえ」にして、プログラムを実行します。

パスワードを入力してください：password
もう一度入力してください：password
パスワードが一致しました。

表：文字列比較関数

関数名	書式	説明	使用例
strcmp	strcmp(const char* s1, const char* s2);	s1とs2が同じなら0、違えば非0を返す	strcmp(a, b) == 0

３．文字列とポインタを使った応用

3.1. 文字列を数値に変換（atoi, atof）

C言語では文字列から数値への変換もポインタを使って行います。

サンプルプログラム5：文字列から数値への変換

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_5/main.c

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

int main(void) {
    char numstr[] = "5678";
    int num;
    num = atoi(numstr);
    printf("数値は%dです。\n", num);
    return 0;
}

実行結果

数値は5678です。

表：文字列→数値変換関数

関数名	書式	説明	使用例
atoi	atoi(const char* s);	文字列sを整数値(int)に変換	int n = atoi(s);
atof	atof(const char* s);	文字列sを実数値(double)に変換	double d = atof(s);

3.2. 数値を文字列に変換（sprintf）

printf と同じ書式で、結果を文字列として保存できます。

サンプルプログラム6：数値を文字列に変換

プロジェクト/ファイル名： Lesson56_6/main.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char result[20];
    int score = 88;
    sprintf(result, "点数は%d点です。", score);
    puts(result);
    return 0;
}

実行結果

「SDLチェック」を「いいえ」にして、プログラムを実行します。

点数は88点です。

４．文字列操作の注意点とセキュリティ

4.1. 配列サイズの超過に注意

配列サイズを超えて文字列をコピー・連結すると、メモリ破壊（バッファオーバーフロー）が発生します。

char s[5];
strcpy(s, "123456789"); // 危険！サイズ超過

4.2. セキュリティ上の配慮

　最近のC言語開発環境では、scanf や gets などの関数は安全性の観点から推奨されないことがあります。より安全な入力関数（例：fgets）や、配列サイズを明示するバージョン（例：strncpy：読み方:ストリングNコピー）を使いましょう。

まとめ

　C言語での文字列操作には、char型配列とポインタが密接に関わっています。ポインタを使うことで、柔軟かつ効率的な文字列処理が可能になりますが、配列サイズや安全性にも注意する必要があります。文字列関数の使い方とポインタの関係をしっかり理解し、安全なプログラムを書けるようにしましょう。