プログラミング言語Ⅰ演習 第11回

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本日の内容
プログラミング言語Ⅰ演習
第１１回
講義担当：
稲元 勉 （いなもと つとむ）
阿萬 裕久 （あまん ひろひさ）
• ポインタ（pointer）の基礎
• 関数の引数とポインタ
• 配列とポインタの関係
最初に10分ほど簡単
に説明しますので，
その後，各自のペー
スで演習に取り組ん
でください
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ポインタとは何か
プログラムの場合：対象の位置？
• ポインタ（pointer）
• ここではまず
何かの位置を指し示すもの
「対象」 ＝ 「変数」（※int 型とか）
と考えることにしましょう
• その位置（変数の位置）とは
例えば，マウスだとマウス操作（クリックやドラッグ）
対象の位置を上のようなアイコンで表示している：
「マウスポインタ」と呼ばれる
変数の番地（アドレス）
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ちょっと専門的な補足説明（１）
ちょっと専門的な補足説明（２）
• コンピュータの中のメモリ（記憶装置）は，
• 例えば，ある int 型の
番地
１バイト（８ビット）単位で細かく区画整理
されています
番地 区画
変数 x を宣言すると
0
0
2
「番地」が割り振られて
います
3
4
5
2
変数 x のため
に 4 区画（４バ
イト）を確保！
3
4
5
6
右上の例の場合，変数 x は 2 番地から これが変数の
位置情報！
4 バイト分を占有していることになる
・
・
・
6
int x;
・
・
・
• 各区画には住所として
1
メモリ上のどこか空いて
いる場所にそのための
場所が確保されます
1
区画
（ポインタで扱う）
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実際の番地
変数の番地を調べる方法
• 実際には番地は16進数で表現されます
• 変数名を x としたとき
（例）
0xbfd2db5c
最初の 0x は
１６進数であ
ることを表現
している
１０進数で言えば
３２１８２６６９７２番地
（全部で３２ビット）
演習課題（１）
• 番地は変数名の前に &（アンパサンド）を付ける
&x
• printf で表示する場合は “%p” を使用
printf(”%p ¥n”, &x);
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変数の占有バイト数を調べる方法
ポインタ変数とは
• 変数名を x としたとき
• 番地を記録するために用意された特別な
演習課題（１）
変数をポインタ変数といいます
• sizeof（…） で変数を囲む
sizeof(x)
• ただし，そのポインタが指し示す先にどの
• printf で表示する場合は
種のデータがあるのかが分からないと
困ってしまうので，その情報も必要
printf(”%d ¥n”, sizeof(x));
int 型？ char 型？ double型？ ・・・
それぞれ占有バイト数も表現形式も違う！
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ポインタ変数の宣言方法
ポインタ変数の使用例
• 型名と変数名の間に＊（アスタリスク）を付け
• int 型変数 x の番地をポインタ変数 p に
ます
int *p;
• こうすると p という名前のポインタ変数が
用意されます
• ただし，この変数 p に代入してよいのは
int 型変数の番地のみであることに注意
して下さい
代入し，それを表示する
int x;
int *p;
p = &x;
printf(”%p ¥n”, p);
x は普通の int 型
変数で，p にその
番地（&x）を代入
している
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ポインタ変数を使ったデータアクセス
少し解説すると
• ポインタ変数を使って，対象の値を読み
• 変数 x の番地が 0x00112233 として
書きする場合
• ポインタ変数の直前に * を付ける
p = &x;
printf(”%d ¥n”, *p);
int x;
int *p;
p = &x;
ポインタ変数 p には 0x00112233 が入っている．
このとき 「*p」 は 「0x00112233 番地に置いてある
変数」という意味になる．
printf(”%d ¥n”, *p);
変数を人間に例えると，それぞれ「名前」があるが，それとは別に「前から３
番目左から４番目に座っている人」という表現方法もある（後者がポインタ）
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当然書き込みもできる
int x;
int *p;
p = &x;
x = 1;
printf(”%d ¥n”, *p);
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ポインタが何の役に立つのか？
演習課題（2）
最初は 1 が入っ
ているが，後か
ら 3 が代入され
ている
• そもそもこんなことをして何の役に立つの
か？という疑問を持つ人も多いと思いま
す
• その疑問に答えるために次の例を考えて
みましょう
*p = 3;
printf(”%d ¥n”, *p);
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関数呼び出しでの落とし穴
関数呼び出しの引数は「コピー」
• 以下の実行結果は 「5」 になりません
void foo( int x ){
x = 5;
}
int main(void){
int x = 0;
foo(x);
printf(”%d¥n”, x);
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演習課題（3）
void foo( int x ){
x = 5;
}
x
x
0
5
コピー
メモリ管理は
それぞれ
独立している
int main(void){
int x = 0;
x 0
foo(x);
printf(”%d¥n”, x);
単にコピーした先を書き換
えているだけなので，元の
return 0;
方には反映されない！
}
結果は「0」になる！
return 0;
}
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ポインタを使うことで解決
関数を使って変数を書き換える
演習課題（4）
void foo( int ＊p ){
＊p = 5;
}
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p
番地をコピー
• 呼び出す側：
書き換えたい変数の番地を渡す
関数名(&変数名);
int main(void){
int x = 0;
foo(&x);
printf(”%d¥n”, x);
return 0;
}
x
0
5
「5」に書き
換わる！
• 呼び出される側：
（例） foo(&x);
※だから scanf では & を付けるんです！
scanf を使うと読み込んだ値が書き込まれる
ポインタ変数を使って目的の変数にアクセス
関数名(型名 ＊ポインタ変数){
(＊ポインタ変数) = …
}
（例）＊p
= 5;
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ポインタと配列の関係
試してみましょう
• ポインタとは配列の間には密接な関係が
• 配列を用意して，その番地と占有メモリ
あります
数を表示させてみましょう
int a[3];
int a[3];
• 実はこのとき，a は配列の先頭番地を表
すポインタになっているんです
printf(”%p¥n”, a);
printf(”%p¥n”, &a[0]);
printf(”%p¥n”, &a[1]);
printf(”%p¥n”, &a[2]);
printf(”%d¥n”, sizeof(a));
printf(”%d¥n”, sizeof(a[0]));
演習課題（５）
• a[0] の番地が
ポインタ a と
同じであること
• 配列の要素間
での番地の差
が変数の占有
バイト数で決
まっていること
をそれぞれ確認
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配列名 ≠ ポインタ変数
ポインタ変数を使った配列内アクセス
• 配列の名前は一種のポインタ変数として
• ポインタ変数を使って配列内の要素を順
見ることができますが，その内容を書き
換えることはできません
int a[3];
int b[10];
int *p;
に見ていくことができます
int a[3];
int *p;
p = a;
printf(”%d¥n”, *p);
p = a;
問題ない
a = b;
間違い！
p++; あるいは p = p + 1;
printf(”%d¥n”, *p);
a[0] の内容が表示
される
a[1] の内容が表示
される
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p++ や p = p+1 ならば番地を＋１では？
やってみよう
• 番地を「＋１」したはずなのですが，先の
• うまく int 型変数１個分ずつずれているか
方法でうまく表示されるようになります
• int 型の変数は１バイトでは無かったはず
…. → どうして？
• ポインタ変数が int 型用に宣言されてい
るので，自動的に int 型変数１個分だけ
番地をずらすようになっているんです
確認
演習課題（６）
int a[3];
int *p;
p = a;
printf(”%p¥n”, p);
p++;
printf(”%p¥n”, p);
p++;
printf(”%p¥n”, p);
printf(”%d¥n”, sizeof(a[0]));
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その他：配列を関数の引数にする場合
さらにできる人は（加点の対象）
• 配列の場合，配列名が既に番地になって
演習課題（７）では配列の中を0,1,2,・・・と
順に埋める関数 setup を作成することに
なっている
さらにできる人はこれを改良し，順に素数
を埋める関数 prime を作りなさい．
• 素数＝１とその数以外では割り切れない
２以上の整数
プログラムをメールで提出
いるので「&」は不要である
void foo( int a[] ){
a[0] = 5;
a[1] = 3;
}
int main(void){
int a[3];
foo(a);
…
演習課題（７）
配列の長さは
書かなくてもよい
２，３，５，７，１１，・・・
【提出先】 （〆切：来週水曜）
[email protected]