【6日でできるC言語入門】ポインタと配列
C言語では、ポインタと配列は非常に密接な関係を持っています。
ポインタを利用することで、配列の各要素に効率よくアクセスできたり、柔軟なプログラム設計が可能となります。
ここでは、「ポインタと配列」の関係性や使い方について、図や表を交えてわかりやすく解説します。
１．配列とポインタの基礎
1.1. 配列の宣言と利用
まず、配列とその各要素について確認しましょう。
#define LENGTH 4
int nums[LENGTH]; // 整数型の配列
char letters[LENGTH]; // 文字型の配列この場合、numsは4つの整数、lettersは4つの文字を格納できる配列です。
配列の各要素はnums[0]やletters[1]のようにインデックスでアクセスします。
1.2. ポインタ変数の宣言と配列アドレス
配列の各要素のアドレスは、ポインタ変数に格納できます。
たとえば、
int* ptr_nums = NULL;
char* ptr_letters = NULL;
ptr_nums = &nums[0];
ptr_letters = &letters[0];このように、配列の先頭アドレスをポインタに代入できます。
| 宣言 | 意味 |
|---|---|
| int* ptr_nums; | 整数型へのポインタ変数 |
| ptr_nums = &nums[0]; | 配列の先頭アドレスを代入 |
２．ポインタと配列の連携
2.1. ポインタによる配列要素へのアクセス
ポインタに配列の先頭アドレスをセットした場合、*(ptr_nums + i)のように記述すれば、nums[i]と同じように値を取得できます。
プロジェクト/ファイル名： Lesson53_1/main.c
#include <stdio.h>
#define LENGTH 4
int main(void) {
int nums[LENGTH] = {10, 20, 30, 40};
char letters[LENGTH] = {'a', 'b', 'c', 'd'};
int* p_num = NULL;
char* p_let = NULL;
p_num = &nums[0];
p_let = &letters[0];
for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {
printf("nums[%d]=%d *(p_num+%d)=%d ", i, nums[i], i, *(p_num + i));
printf("letters[%d]=%c *(p_let+%d)=%c\n", i, letters[i], i, *(p_let + i));
}
return 0;
}実行結果
nums[0]=10 *(p_num+0)=10 letters[0]=a *(p_let+0)=a
nums[1]=20 *(p_num+1)=20 letters[1]=b *(p_let+1)=b
nums[2]=30 *(p_num+2)=30 letters[2]=c *(p_let+2)=c
nums[3]=40 *(p_num+3)=40 letters[3]=d *(p_let+3)=d2.2. ポインタ演算と配列アクセス
ポインタに整数を加算すると、その型のサイズ分だけ後ろのアドレスを指します。
つまり、p_num + 1は&nums[1]と同じ場所を指します。
| 配列インデックス | 配列アドレス | ポインタ演算 | 参照値 |
|---|---|---|---|
| nums[0] | &nums[0] | p_num | *p_num |
| nums[1] | &nums[1] | p_num + 1 | *(p_num+1) |
| nums[2] | &nums[2] | p_num + 2 | *(p_num+2) |
| nums[3] | &nums[3] | p_num + 3 | *(p_num+3) |
３．配列名とポインタの違いと共通点
3.1. 配列名の正体
配列変数名は、実は「配列の先頭アドレス」そのものです。
つまり、numsは&nums[0]と同じ意味となります。
ですが、配列名そのものに「別のアドレスを代入する」ことはできません（読み取り専用）。
| 項目 | 配列名 | ポインタ変数 |
|---|---|---|
| 先頭アドレス | nums | p_num |
| 代入 | 不可 | 可能 |
| 演算 | ×（直接不可） | 加減算可能 |
3.2. ポインタと配列の使い分け
- 配列名は「宣言した配列」のみを指す
- ポインタ変数は任意の配列や変数を指すことができる（再代入OK）
４．配列とポインタを使った関数利用
4.1. 配列を関数の引数として渡す
配列を関数に渡すときは、実際には「配列の先頭アドレス」が渡されます。
プロジェクト/ファイル名： Lesson53_2/main.c
void print_array(int* arr, int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main(void) {
int scores[3] = {88, 77, 66};
print_array(scores, 3);
return 0;
}実行結果
88 77 66まとめ
- 配列とポインタは密接に関連している
- ポインタ変数は配列の各要素に柔軟にアクセスできる
- ポインタ演算を使うことで、配列の要素を簡単に操作できる
ポインタと配列を正しく理解し活用することで、C言語プログラミングの幅が大きく広がります！