C言語基礎｜C言語の文字列

C言語基礎｜C言語の文字列

「見えない終端が“文字列”を支える――C言語の文字列はナル文字から始まる！」

C言語の文字列は“箱の行列”として理解すると一気にラクになる

前章で「文字は1つの値（文字コード）として扱う」ことを学びましたよね。
でも実際のプログラムで扱うのは、名前・文章・パスなど、複数の文字の並びがほとんどです。

C言語の文字列は、ざっくり言うと

• 文字（char）がズラッと並ぶ。
• そして最後に「終わり」を示す ナル文字（値0） が必ず付く。

という仕組みでできています。
この“見えない終端（ナル文字）”を理解すると、文字列のサイズ、表示、扱い方がスッとつながりますよ。

文字列とは：C言語では「ナル文字で終わる文字の並び」

1 文字・文字列・ナル文字の関係

表の説明
C言語の文字列は「どこまでが文字列か」を、長さではなく 終端のナル文字で判断します。だから、最後の 0 が超重要なんです。

文字列リテラル：二重引用符で書くと“末尾にナル文字が付く”

たとえば "ABC" のように、二重引用符で囲んだものを 文字列リテラルと呼びます。

ポイントはこれです。

• 見た目は3文字（A, B, C）
• でも内部には 最後に 0（ナル文字） が追加される
• なので、必要な箱（要素数）は 3 + 1 = 4

図で理解：文字列リテラルは「箱（char）の列」

文字列リテラルの内部イメージ

図の説明
"" は「0文字の文字列」ですが、C言語の文字列として成立させるために 終端の0だけは必須なので、箱が1個になります。

文字列リテラルの大きさ：sizeof は“終端のナル文字も含めたバイト数”

ここが気持ちいいポイントです。
sizeof(文字列リテラル) は、末尾のナル文字まで含んだサイズになります。

サンプルプログラム

プロジェクト名：chap9-1-1　ソースファイル名：chap9-1-1.c

// 文字列リテラルの大きさを確認する

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("サイズ確認：\n");
    printf("sizeof(\"Hi\")        = %zu\n", sizeof("Hi"));
    printf("sizeof(\"A\\nB\")      = %zu\n", sizeof("A\nB"));
    printf("sizeof(\"cat\\0dog\")  = %zu\n", sizeof("cat\0dog"));

    return 0;
}

想定される結果の読み方（例）

• "Hi" は H, i, 0 の 3個分
• "A\nB" は A, 改行, B, 0 の 4個分（\n は見た目2文字でも中身は1文字）
• "cat\0dog" は c,a,t,0,d,o,g,0 の 8個分（途中の0とは別に末尾にも0が付く）

なぜ \n や \t が1文字扱いになるの？

エスケープシーケンスは“1文字を表す表記”

表の説明
エスケープシーケンスは「書き方は2文字以上」でも、実体は1文字としてメモリに入ります。だから sizeof にもそのまま反映されます。

途中に \0 があるとどうなる？

途中に \0（値0）が入っても、文字列リテラルそのもののメモリ上の並びは続きます。
ただし、C言語の多くの文字列処理（表示など）は 最初に出てきた0で“終わり”とみなすので、扱いに注意が必要です。

"cat\0dog" の内部イメージ

┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ c │ a │ t │  0 │ d │ o │ g │  0 │  ← 末尾にも0が付く
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

図の説明
「途中の0」は“文字列としての終端”として解釈されやすい一方で、メモリ上は後ろも存在します。ここがCの文字列のクセであり、面白いところです。

登場した命令・演算子の書式と役割

sizeof 演算子

• 書式
  sizeof(式)
  sizeof(型)
• 何をする？
  対象が占有する バイト数を返します。文字列リテラルの場合は 末尾のナル文字込みになります。

printf 関数

• 書式（代表）
  int printf(const char *format, ...);
• 何をする？
  書式付きで標準出力へ表示します。%zu は size_t（sizeofの結果）を表示するのによく使います。

include（ヘッダの取り込み）

• 書式
  #include <stdio.h>
• 何をする？
  printf などの入出力関数の宣言を利用できるようにします。