C言語基礎｜11章のまとめ

C言語基礎｜11章のまとめ

文字列は“配列”でも“ポインタ”でも書ける！違いをつかめば、Cの文字列操作が一気に読みやすくなる。

第11章では、文字列とポインタの“距離の近さ”を、かなり実感できたと思います。
配列で作った文字列も、ポインタで指す文字列も、見た目は同じように printf で表示できます。でも、中身（メモリの持ち方・書き換えの可否・サイズの意味）はけっこう違います。

さらに、文字列の配列（2次元配列版とポインタ配列版）も登場して、**「どこに文字が置かれて、何が可変で、何が固定なのか」**を意識できるようになったはずです。
最後に、標準ライブラリ（string.h / stdlib.h）の代表的な関数を使って、実務での基本動作も押さえました。ここで一度、要点を“整理して定着”させましょう。

文字列の2つの表現（配列の文字列 / ポインタの文字列）

まずは違いを表で整理

図でイメージ（簡略）

配列:  a[] = "CIA"
a:   [ 'C' ][ 'I' ][ 'A' ][ '\0' ]   ← 配列が実体

ポインタ: p = "FBI"
p:   [ 先頭アドレス ]  →  [ 'F' ][ 'B' ][ 'I' ][ '\0' ]  ← リテラルは別の場所

文字列リテラルとポインタの関係（重要ポイント）

文字列リテラルは「先頭文字へのポインタ」として扱える

• "FBI" を式として評価すると、先頭文字 'F' の位置（アドレス）を指すポインタとして扱われます。
• だから char *p = "FBI"; で、p は 'F' を指すように初期化されます。

「両方が記憶域を占有する」の意味

ポインタに文字列リテラルを代入できる理由

代入すると「文字列をコピー」するのではなく「指す先が変わる」

p = "FBI";   → p は 'F' を指す
p = "CIA";   → p は 'C' を指す（指す先の付け替え）

この動きができるのは、p が「ポインタ（アドレスを入れる箱）」だからです。
一方、配列は「箱そのもの」なので、箱を別の箱に入れ替えるような代入はできません。

文字列の配列（2通り：2次元配列 / ポインタ配列）

2つの実現方法を表で比較

図でイメージ

a2（2次元配列）:
[ L I S P \0 ][ C \0 ? ? ? ][ A d a \0 ? ]   ← 全体が連続

p2（ポインタ配列）:
p2: [ →"PAUL" ][ →"X" ][ →"MAC" ]           ← 先の文字列は別々でもOK

ポインタのインクリメント / デクリメント（文字列操作の基本）

規則をひとことで

• ポインタ p が配列の要素を指しているとき
  p++ は次の要素を指す
  p-- は前の要素を指す

例（文字列走査の発想）

const char *s = "CAT";
s が 'C' を指す
s++ で 'A' を指す
s++ で 'T' を指す
s++ で '\0' を指す

この考え方が、strlen っぽい処理や、コピー処理の基礎になります。

文字列リテラルへ書き込みは危険（やってはいけない）

なぜ危険？

• 書き換え可能な場所に置かれている保証がない（処理系依存）
• たとえ書けたとしても、長い文字列を書き込めば領域を越えて破壊する可能性がある

結論
文字列リテラルや、その周辺に書き込むコードは作らない。

「ポインタを返す関数」は使い回しが効く

strcpy や strcat が便利なのは、コピー先（連結先）の先頭ポインタを返すからです。
返り値をそのまま次の処理に渡せます。

例の発想（イメージ）：

• strcpy(dst, src) の結果（dst）を printf に渡せる。
• 連続コピー、連続連結、表示と合成ができる。

文字列関連ライブラリの全体像（string.h / stdlib.h）

代表関数まとめ（超要点）

各関数の書式と役割（最低限ここを押さえる）

strlen

• ヘッダ：#include <string.h>
• 形式：size_t strlen(const char *s);
• すること：\0 を含まない長さを返す

strcpy / strncpy

• strcpy 形式：char *strcpy(char * restrict s1, const char * restrict s2);
• strncpy 形式：char *strncpy(char * restrict s1, const char * restrict s2, size_t n);
• すること：s2 を s1 へコピー（ただし重なりは未定義）
• 注意：strncpy は必ずしも \0 を付けてくれないケースがある

strcat / strncat

• strcat 形式：char *strcat(char * restrict s1, const char * restrict s2);
• strncat 形式：char *strncat(char * restrict s1, const char * restrict s2, size_t n);
• すること：s1 の末尾へ s2 を連結
• 注意：s1 側のバッファに十分な空きが必要

strcmp / strncmp

• strcmp 形式：int strcmp(const char *s1, const char *s2);
• strncmp 形式：int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
• すること：大小比較（等しいなら0、s1>s2なら正、s1<s2なら負）
• 注意：比較基準は文字コード依存

atoi / atof など

• ヘッダ：#include <stdlib.h>
• 形式：int atoi(const char *nptr); / double atof(const char *nptr);
• すること：数字として読める部分を数値化
• 注意：失敗しても 0 になりやすい、範囲外の動作が保証されない

サンプルプログラム

プロジェクト名：chap11-13-1　ソースファイル名：chap11-13-1.c

// 11章まとめ：文字列の持ち方と標準関数の基本
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

// 文字列を [ ] で囲んで表示する
void put_bracket(const char *s)
{
    putchar('[');
    while (*s) putchar(*s++);
    putchar(']');
    putchar('\n');
}

int main(void)
{
    // 配列による文字列（中身を持つ）
    char a[] = "DOG";

    // ポインタによる文字列（指す）
    const char *p = "CAT";

    // 文字列の配列：2次元配列版（連続）
    char a2[][6] = {"RED", "BLUE", "GREEN"};

    // 文字列の配列：ポインタ配列版（指す）
    const char *p2[] = {"TOKYO", "OSAKA", "NAGOYA"};

    puts("配列の文字列 a と ポインタの文字列 p を表示します。");
    printf("a = %s\n", a);
    printf("p = %s\n", p);

    puts("\nstrlen で長さを確認します。");
    printf("strlen(a) = %zu\n", strlen(a));
    printf("strlen(p) = %zu\n", strlen(p));

    puts("\n2種類の「文字列の配列」を表示します。");
    for (int i = 0; i < (int)(sizeof(a2) / sizeof(a2[0])); i++) {
        printf("a2[%d] = ", i);
        put_bracket(a2[i]);
    }

    for (int i = 0; i < (int)(sizeof(p2) / sizeof(p2[0])); i++) {
        printf("p2[%d] = ", i);
        put_bracket(p2[i]);
    }

    puts("\natoi の簡単な例：数字文字列を数にします。");
    printf("文字列 \"42\" を atoi すると %d です。\n", atoi("42"));

    return 0;
}

このプログラム内で登場する命令（関数）の役割

11章の要点を一気に復習（まとめ表）