C言語基礎｜構造体をメンバに持つ構造体

「データは“入れ子”で強くなる。構造体をメンバに持たせて、現実の形にもっと近づけよう！」

構造体に慣れてくると、次にやりたくなるのが「もっと現実っぽい形でデータを表したい」です。
現実のモノって、だいたい“部品”を持っていますよね。

たとえば「配送先」には住所があって、住所には郵便番号や都道府県があって…みたいに、
まとまりの中に、さらにまとまりがあることが多いです。

C言語では、こういう“入れ子”の表現ができます。
つまり、構造体のメンバとして構造体を持てるんです。

これができると、

コードの意味が自然になる。
メンバの関連が崩れにくい。
まとまり単位で処理できて読みやすい
と、いいことがたくさん出てきます。

まず結論：構造体のメンバは構造体でもOK

書式（構造体をメンバにする）

struct Outer {
    struct Inner inner;
    ...
};

または typedef を使って、もっと読みやすくできます。

typedef struct { ... } Inner;

typedef struct {
    Inner inner;
    ...
} Outer;

「住所（Address）」を構造体で表し、それを「配送ラベル（Label）」のメンバとして持たせます。

構造体をメンバに持つイメージ（図で理解）

図：Label の中に Address が入っている（入れ子）

図の説明

addr は「住所1つ分のまとまり」
zip/city/street が住所の部品
Label の中に Address が“丸ごと”入るので、現実の構造に近いです

サンプルプログラム（構造体メンバとして構造体を使う）

仕様

Address（郵便番号・市区町村・番地）を構造体で表す
Label（宛先名・住所）を構造体で表す（住所は Address をメンバにする）
入力して、整形表示する

プロジェクト名：chap12-8-1　ソースファイル名：chap12-8-1.c

Visual Studio でこのプログラムを実行するには、SDLチェック設定を変更しておく必要があります。
１．プロジェクト名を右クリックして、「プロパティ」をクリックします。
２．「C/C++」→「全般」→「SDLチェック」を「いいえ」に切り替えて「OK」をクリックします。

#include <stdio.h>

#define NAME_LEN   32
#define ZIP_LEN     8
#define CITY_LEN   32
#define STREET_LEN 64

typedef struct {
    char zip[ZIP_LEN];         // 郵便番号（例：123-4567）
    char city[CITY_LEN];       // 市区町村
    char street[STREET_LEN];   // 番地など
} Address;

typedef struct {
    char to[NAME_LEN];   // 宛先名
    Address addr;        // 住所（構造体をメンバにする）
} Label;

void print_label(Label x)
{
    printf("\nラベルを作成しました。\n");
    printf("宛先：%s\n", x.to);
    printf("〒%s\n", x.addr.zip);
    printf("%s %s\n", x.addr.city, x.addr.street);
}

int main(void)
{
    Label l;

    printf("宛先名を入力：");
    scanf("%s", l.to);

    printf("郵便番号を入力：");
    scanf("%s", l.addr.zip);

    printf("市区町村を入力：");
    scanf("%s", l.addr.city);

    printf("番地を入力：");
    scanf("%s", l.addr.street);

    print_label(l);

    return 0;
}

このプログラムで登場する各項目を表で詳しく解説

typedef struct { ... } Address;

書式

typedef struct {
    ...
} Address;

何をする？

構造体型を定義し、それに Address という型名（typedef名）を付けます。
以後、Address だけで型として使えます。

表：Address のメンバ

メンバ	型	意味
zip	char配列	郵便番号
city	char配列	市区町村
street	char配列	番地など

説明
住所という“まとまり”は、zip/city/street のセットなので、Address としてまとめるのが自然です。

typedef struct { ... } Label;

書式

typedef struct {
    char to[...];
    Address addr;
} Label;

何をする？

Label という型を作ります。
そして addr というメンバに Address 型を入れています（ここが主役！）。

Label のメンバ

メンバ	型	意味
to	char配列	宛先名
addr	Address	住所（構造体のまとまり）

説明
Label は「宛先名」＋「住所」という構造になっていて、住所は Address としてひとまとめに持ちます。

メンバアクセス（ドット演算子）が2段になる

構造体の中に構造体があると、アクセスがこうなります。

アクセス例

書き方	意味
l.to	ラベルの宛先名
l.addr	ラベルの住所（Address ひとまとまり）
l.addr.zip	住所の郵便番号
l.addr.city	住所の市区町村
l.addr.street	住所の番地

図：l.addr.zip の読み方

l（Label）
 └ addr（Address）
     └ zip（郵便番号）

図の説明
「Label の addr の zip」という順番で辿ります。
これが“入れ子構造”をそのままコードに落とした形です。

関数に構造体を渡す（print_label の役割）

書式（関数定義）

戻り値型 関数名(引数...)
{
    ...
}

今回の print_label はこうでした。

void print_label(Label x)

何をする？

Label x を受け取り、ラベルを整形して表示します。
表示だけが目的なので戻り値は void です。

print_label の中で使う要素

要素	何をする？
printf	画面へ文字列を表示する
x.addr.zip など	入れ子メンバにアクセスして表示する

入力での注意：char配列は & が不要

scanf は基本的に「書き込み先の住所」が必要です。
ただし char配列は配列名が先頭要素を指すように扱われるので、そのまま渡します。

scanf と & の要不要

入力先	例	&
char配列	l.to	不要
char配列	l.addr.zip	不要
int など	&value	必要

こういうときに「構造体メンバの構造体」が効く

効果が出る場面

場面	なぜ便利？
住所・座標・日付のような“部品まとまり”を複数の場所で使う	Address や Point を再利用できる
関数の引数をスッキリさせたい	Address を1つ渡すだけで済む
関連のある項目がズレるのを防ぎたい	zip/city/street を常に一体として扱える

まとめ：入れ子構造は“現実に近い設計”

構造体のメンバは、基本型だけでなく配列や構造体でもOK
構造体をメンバに持つと、現実の「部品のまとまり」を自然に表現できる。
アクセスはドット演算子が2段になる（l.addr.zip のように辿る）
まとまりが強くなって、コードが読みやすく、ミスもしにくくなる。