C言語入門｜C文字列のルール：ヌル終端という絶対条件

ここまでで、
C言語の文字列が「char 配列である」こと、
そして「文字コード 0 が終わりの合図になる」ことを学びました。

でも実は、これらは単なる仕様説明ではありません。
C言語の世界では、**明文化されていなくても必ず守られている“業界ルール”**として扱われています。

これを知らずに文字列を扱うと、

表示が途中で切れる。
意味不明な文字が出る。
オーバーランで暴走する。

といった事故が、いとも簡単に起きてしまいます。

ここでは、C文字列に関する絶対に破ってはいけないルールを、あらためて整理していきましょう。

C言語の文字列に存在する「業界ルール」

C言語には、
「これは文字列です」と宣言する特別な型はありません。

それでも、文字列が文字列として正しく扱われるのは、
全員が同じ約束を守っているからです。

その約束が、次の2つです。

第1条：先頭から順に文字コードを並べる

文字列は、次のように表現されます。

先頭要素から
1文字ずつ
文字コードを並べて格納する

たとえば、hello という文字列は、

'h' 'e' 'l' 'l' 'o'

という 文字コードの並び で表されます。

ここまでは、
配列として考えれば自然ですね。

第2条：最後に必ず「文字コード0」を置く

ここが、最重要ポイントです。

文字列として扱うためには、

最後の文字の直後に、文字コード 0 を必ず置く

という約束があります。

この「文字コード 0 の文字」を、

終端文字
ヌル文字

と呼びます。

ソースコード上では、
エスケープシーケンスを使って

\0

と記述します。

ヌル終端がなぜ「絶対条件」なのか

C言語の文字列は、

長さ情報を持たない
何文字あるかを覚えていない

という特徴があります。

では、
どこまでが文字列なのかを、どうやって判断しているのでしょうか。

答えはひとつです。

最初に見つかった \0 まで

これだけが、
文字列の終わりを判断する唯一の手がかりなのです。

printf は何をしているのか

printf における書式指定子 %s は、

渡された char 配列の先頭から
1文字ずつ読み進め
\0 に到達したら表示を止める

という動作をします。

つまり、

printf は \0 を無視しているのではない
\0 より後ろを「文字列ではない」と判断している

ということです。

サンプルで確認してみよう

次のコードを見てください。

サンプルプログラム

プロジェクト名：11-3-1　ソースファイル名： sample11-3-1.c

#include <stdio.h>

typedef char String[16];

int main(void)
{
    String msg = "hello";
    printf("%s\n", msg);
    return 0;
}

この msg のメモリ上のイメージは、次のようになります。

'h' 'e' 'l' 'l' 'o' '\0' ? ? ? ...

printf は、

h e l l o を表示し
\0 を見つけた瞬間に
「ここで終了」と判断

しているわけです。

ヌル文字が途中にあったらどうなる？

では、こんな文字列を考えてみましょう。

String msg = "he\0llo";

一見すると、
hello に見えますよね。

でも、実際のメモリ配置はこうなります。

'h' 'e' '\0' 'l' 'l' 'o' '\0'

実行結果

he

なぜなら、

最初の \0 が
「文字列の終わり」として扱われる

からです。

その後ろに何が書かれていようと、
文字列としては存在しないのです。

ヌル終端を壊すと何が起きるか

もし、

\0 を書き忘れた。
\0 を上書きしてしまった。

場合、どうなるでしょうか。

printf や文字列関数は、

\0 を探し続け
配列の範囲を越えて
メモリの奥まで読み進める。

ことになります。

これはまさに、
第10章で学んだ オーバーラン です。

C文字列の怖さと美しさ

この仕組みは、

非常にシンプル
余計な情報を持たない。
高速に動作する。

という、美しさを持っています。

一方で、

ルールを1つ破った瞬間
一切の安全装置がなくなる

という、C言語らしい厳しさも併せ持っています。

ここで必ず覚えてほしいこと

この節で、絶対に持ち帰ってほしい結論はこれです。

C文字列は
ヌル終端されていて
はじめて文字列として成立する

ヌル終端は「あると便利」なものではありません。
存在しなければならない絶対条件です。

次の記事へ

次は、

ヌル終端はいつ自動で入るのか
どんな操作がヌル終端を壊すのか
文字列操作関数がなぜ危険なのか

を、具体例とともに見ていきます。

ここを理解できれば、
C言語の文字列操作は
「怖いもの」から「扱える道具」に変わります。