C言語のポインタと配列の関係をわかりやすく解説

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = 10;        // 整数変数xを定義し、10で初期化
    int *p = &x;       // xのアドレスを取得し、ポインタpに代入

    printf("xの値: %d\n", x);
    printf("xのアドレス: %p\n", (void *)&x);
    printf("pの値(指しているアドレス): %p\n", (void *)p);
    printf("*pの値(ポインタ経由で参照した値): %d\n", *p);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};  // 要素数5の配列を初期化

    // 各要素の値とアドレスを表示
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("a[%d]の値: %d, アドレス: %p\n", i, a[i], (void *)&a[i]);
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[3] = {1, 2, 3};
    int *p = a;  // 実は「a」は「&a[0]」に暗黙変換される

    printf("a      の値(先頭アドレス): %p\n", (void *)a);
    printf("&a[0]  の値              : %p\n", (void *)&a[0]);
    printf("p      の値              : %p\n", (void *)p);

    printf("p[0] = %d, p[1] = %d, p[2] = %d\n", p[0], p[1], p[2]);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[3] = {1, 2, 3};

    printf("a      の値       : %p\n", (void *)a);
    printf("&a[0]  の値       : %p\n", (void *)&a[0]);
    printf("&a     の値       : %p\n", (void *)&a);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[10];
    int *p = a;

    printf("sizeof(a)  = %zu\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(p)  = %zu\n", sizeof(p));
    printf("要素数(配列) = %zu\n", sizeof(a) / sizeof(a[0]));

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[3] = {10, 20, 30};
    int *p = a;  // pはa[0]を指す

    // 配列インデックス風の書き方
    printf("p[0] = %d, p[1] = %d, p[2] = %d\n", p[0], p[1], p[2]);

    // ポインタ演算風の書き方
    printf("*p       = %d\n", *p);       // a[0]
    printf("*(p + 1) = %d\n", *(p + 1)); // a[1]
    printf("*(p + 2) = %d\n", *(p + 2)); // a[2]

    return 0;
}

void func1(int a[10]);
void func2(int *a);

#include <stdio.h>

// 配列で書かれた引数(内部的にはポインタ)
void show_size_array_param(int a[10]) {
    printf("関数内 sizeof(a) (配列形式引数): %zu\n", sizeof(a));
}

// 明示的にポインタで書かれた引数
void show_size_pointer_param(int *a) {
    printf("関数内 sizeof(a) (ポインタ引数): %zu\n", sizeof(a));
}

int main(void) {
    int a[10];

    printf("main内 sizeof(a)            : %zu\n", sizeof(a));

    show_size_array_param(a);
    show_size_pointer_param(a);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = a;               // pはa[0]を指す
    int *end = a + 5;         // 配列の「終端の次」を指すポインタ

    while (p < end) {         // pが終端に達するまでループ
        printf("%d ", *p);    // 現在の要素を出力
        p++;                  // 次の要素へ進む
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[5] = {0, 1, 2, 3, 4};

    // 誤り: 範囲外アクセス (未定義動作)
    for (int i = 0; i <= 5; i++) {  // 正しくは i < 5
        printf("%d\n", a[i]);
    }

    return 0;
}

#include <stdio.h>

// 危険な関数の例
int *bad_func(void) {
    int a[3] = {1, 2, 3};  // ローカル配列(関数終了とともに破棄される)
    return a;              // 破棄される領域の先頭アドレスを返してしまう
}

int main(void) {
    int *p = bad_func();
    // pは既に無効になったメモリを指している可能性がある
    printf("%d\n", p[0]);  // 未定義動作

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char s1[] = "Hello";  // 配列: 要素数6 ('H','e','l','l','o','\0')
    char *s2 = "World";   // ポインタ: 文字列リテラルを指す

    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    printf("sizeof(s1) = %zu\n", sizeof(s1));
    printf("sizeof(s2) = %zu\n", sizeof(s2));

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a[2][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };

    printf("a        : %p\n", (void *)a);
    printf("a[0]     : %p\n", (void *)a[0]);
    printf("&a[0][0] : %p\n", (void *)&a[0][0]);
    printf("&a[0]    : %p\n", (void *)&a[0]);
    printf("&a       : %p\n", (void *)&a);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

// 第2次元のサイズ3は必須
void print_matrix(int a[2][3]) {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main(void) {
    int m[2][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };

    print_matrix(m);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

// 「要素数3のint配列」を指すポインタとして受け取る
void print_matrix(int (*p)[3], int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        // p[i] は「i行目の配列(int[3])」
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", p[i][j]);  // p[i][j] は (*(p + i))[j] と同じ
        }
        printf("\n");
    }
}

int main(void) {
    int m[2][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };

    print_matrix(m, 2);  // mはint (*)[3]に変換されて渡る

    return 0;
}

#include <stdio.h>

void inspect_array_and_pointer(void) {
    int a[4] = {10, 20, 30, 40};
    int *p = a;  // 先頭要素のアドレス

    printf("=== 1次元配列とポインタ ===\n");
    printf("配列aのサイズ         : %zu\n", sizeof(a));
    printf("ポインタpのサイズ      : %zu\n", sizeof(p));
    printf("配列aの要素数         : %zu\n", sizeof(a) / sizeof(a[0]));
    printf("&a[0]のアドレス        : %p\n", (void *)&a[0]);
    printf("a(先頭)のアドレス      : %p\n", (void *)a);
    printf("p(指しているアドレス)  : %p\n", (void *)p);

    printf("p[0]=%d, *(p+1)=%d, a[2]=%d\n", p[0], *(p + 1), a[2]);
}

void inspect_2d_array(void) {
    int a[2][2] = {
        {1, 2},
        {3, 4}
    };

    printf("\n=== 2次元配列 ===\n");
    printf("sizeof(a)          : %zu\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(a[0])       : %zu\n", sizeof(a[0]));
    printf("行数 (sizeof(a)/sizeof(a[0])) : %zu\n", sizeof(a) / sizeof(a[0]));

    printf("a        : %p\n", (void *)a);
    printf("a[0]     : %p\n", (void *)a[0]);
    printf("&a[0][0] : %p\n", (void *)&a[0][0]);

    // ポインタで2次元配列を走査
    int (*p)[2] = a;  // 要素数2のint配列を指すポインタ
    printf("\n2次元配列の要素(ポインタ経由):\n");
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        // p+i は「i行目の配列」を指す
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            // *(*(p + i) + j) は a[i][j] と同じ
            printf("%d ", *(*(p + i) + j));
        }
        printf("\n");
    }
}

int main(void) {
    inspect_array_and_pointer();
    inspect_2d_array();
    return 0;
}