C言語基礎｜ポインタを返す関数

C言語基礎｜ポインタを返す関数

返り値がポインタだと、コードがつながる！―コピーして、そのまま次へ渡すCの書き味を体感しよう。

C言語の関数って「数値を返すもの」という印象が強いかもしれませんが、実はポインタ（アドレス）を返す関数もすごくよく出てきます。
ポインタを返せると何が嬉しいかというと、処理結果（たとえばコピー先の先頭）をそのまま次の関数に渡して、1行でスッとつなげられるんです。

前回の文字列コピー str_copy もまさにそれで、コピー先の先頭を返してくれるから、

• コピーした上で表示する
• 連続でコピーする（処理を鎖みたいにつなぐ）

みたいな書き方ができます。Cらしい“キレの良さ”が出るところですね。

今回扱うポイント（全体像）

この記事で登場する考え方

表の説明

• ポインタを返す＝「結果そのもの」ではなく「結果がある場所」を返す、という感覚です。
• 文字列処理は“先頭を返す”設計が多く、応用が効きます。

サンプルプログラム

「コピーした文字列をそのまま表示」「連続コピー」を両方試せるプログラム例です。

プロジェクト名：chap11-6-1　ソースファイル名：chap11-6-1.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>

// 文字列srcをdstにコピーし、dstの先頭を返す
char *str_copy(char *dst, const char *src)
{
    char *top = dst;

    while (*dst++ = *src++) {
        // '\0' までコピーしたら終了
    }
    return top;
}

int main(void)
{
    char input[128];
    char box1[128];
    char box2[128];

    printf("合言葉を入力してください：");
    scanf("%127s", input);

    // コピーして、その返り値（コピー先の先頭）をそのまま表示に渡す
    printf("箱1に入れた内容：%s\n", str_copy(box1, input));

    // 連続コピー：まず box2 にコピー → その結果（box2先頭）を使って box1 にもコピー
    str_copy(box1, str_copy(box2, input));

    printf("箱1：%s\n", box1);
    printf("箱2：%s\n", box2);

    return 0;
}

ポインタを返すってどういう意味？

よくある返り値との違い

表の説明

• char * を返すと、「このアドレスから文字列がありますよ」と渡せます。
• printf の %s は「渡されたポインタ（先頭アドレス）から '\0' まで」を表示するので、相性が最高です。

なぜ先頭を保存して返す必要があるの？

今回の str_copy は、コピーしながら dst をどんどん進めます。
つまり、最後の方では dst はもう先頭を指していません。

dst が進むので、先頭 top を別で持つ

開始直後
dst -> [ ? ][ ? ][ ? ]...
top -> [ ? ][ ? ][ ? ]...

コピーが進む
dst ->           [ ? ][ ? ]...
top -> [ ? ][ ? ][ ? ]...

図の説明

• dst は走査用として移動する
• top は「返したい先頭」を固定して持つ
  この二役がポイントです。

関数の書式と、登場する命令の役割

str_copy の書式

• 書式：char *str_copy(char *dst, const char *src);

引数・返り値の役割

表の説明

• const char * は「src 側を変更しないよ」の合図です。
• 返すのは「コピー結果が入った場所の先頭」です。

printf の書式と役割

• 書式：printf(書式文字列, 引数...);
• 何をする命令？：画面に整形して表示する命令
• %s の意味：受け取ったポインタが指す先を「文字列として」表示する（'\0' まで）

scanf の書式と役割

• 書式：scanf(書式文字列, 格納先...);
• 何をする命令？：入力を読み取り、指定場所へ書き込む命令
• 今回の %127s：最大127文字まで読み、最後の '\0' 分の余裕を確保する

返り値を利用した「コピーしてそのまま表示」

この形が気持ちいいポイントです。

printf("箱1に入れた内容：%s\n", str_copy(box1, input));

この1行で起きていること

表の説明

• 「コピー」と「表示」が自然につながっています。
• printf に渡しているのは box1 そのものではなく、box1 の先頭アドレス（box1[0]の位置）です。

返り値を利用した「連続コピー」

次は、返り値をさらに次の引数へ渡すパターンです。

str_copy(box1, str_copy(box2, input));

連続コピーの流れ（内側→外側）

1) 内側：str_copy(box2, input)
   input を box2 にコピー
   返り値：box2 の先頭

2) 外側：str_copy(box1, (返り値))
   box2 の内容を box1 にコピー

説明

• C では関数呼び出しの入れ子は「内側が先に評価」されます。
• だから「まず box2 を完成させて、その結果を box1 に流し込む」という順序になります。

連続コピーが便利な場面

重要な注意（やってはいけない返し方）

「ポインタを返す関数」で一番事故りやすいのはこれです。

危険な返り値と安全な返り値

表の説明

• 関数内のローカル配列 char tmp[128]; の先頭を return するのはダメです。
  関数が終わった瞬間にその領域は無効になります。