計算機実習 I
第九回 (2015 年 6 月 4 日)
ポインタの基礎
http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2015/CP1/lecture9.html
Martin J. Dürst
© 2005-15 Martin
J. Dürst 青山学院大学
今日の予定
- ミニテスト
- 前回の演習問題について
- ポインタの用途
- メモリの仕組み
- ポインタの型・宣言・定義
- ポインタの演算
- 配列とポインタ
ミニテスト
- 授業開始までにログイン済み
- 授業開始まで教科書、資料、筆箱、財布などを鞄に入れ、鞄を椅子の下に
- テスト終了後その場で待つ
情テクソフトボール大会
参加チーム申し込み締め切り: 6月8日 (月)
C 言語の応用: Apache httpd
- オープンソースのウェブサーバ
- 1995年4月に version 0.6.2 で最初の公開、最新は version
2.4.12
- 1996年あたりから現在まで継続的に一番多く使用されている
- 統計によって現在 35%~55% のシェア
- rpcsr/moo/www.sw.it.aoyama.ac.jp
でも使用
- C のソースはおよそ 24万行
前回の演習結果
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08A1 |
08A2 |
08B1 |
08C1 |
08C2 |
| 100点 |
88 |
69 |
59 |
42 |
23 |
| 60点 |
6 |
24 |
33 |
40 |
55 |
| エラー |
- |
1 |
1 |
5 |
2 |
| 未提出 |
- |
- |
1 |
9 |
14 |
08C2 について
[昨年度資料につき削除]
ポインタの用途
- 低レベルのアドレス操作 (デバイス割り当てなど)
- 配列の処理とその効率化
- 動的メモリの管理
- 参照 (関数への参照渡しなど)
- 間接 (indirection)
メモリの仕組み
- コンピュータでの (メイン) メモリは (膨大な)
バイト列
- 1バイト (8ビット) はメモリの最小単位
- メモリの番地は「アドレス」(address)
- 番地・アドレスは通常、十六進数で表現
- 人間は名前が使いやすいので、変数名など使用
- プログラム内部ではアドレスで操作
- 二バイト以上の長さのデータの番地には最初のバイトのアドレスを使用
- アドレスが入った変数はポインタ (pointer)
メモリの仕組みの調査
ポインタの演算子 (&/*)
- アドレス演算子
& (単項、address operator):
ある変数のアドレスを取得 (例: ポインタに代入)
int count, *pi;
pi = &count;
- 間接演算子
* (単項、indirection operator,
dereference operator):
ポインタからそのポインタが指す値を発見 (参照)
printf("Count is %d.\n", *pi);
ポインタの型
- ポインタは他の型 (整数、関数、構造体など) と別
- ポインタ型には指す型が含まれている
- 例:
int のポインタ、double
のポインタ、
char のポインタ、構造体 Person
のポインタ
* 演算子の結果の型が決定
例: : int のポインタ pi →
*pi の型が int- 指し違いが (ある程度) 防止可能
ポインタの宣言・定義
- 変数名に
* を付け、指された型を明記
- 宣言・定義内の演算子の優先度は式と同様 (p. 388
参照)
int *pi; は「pi
は整数へのポインタ」のではなく、「*pi
(http://www.cdecl.org/ も参照)
ポインタの定義の例
int *pi; // int へのポインタ
char *pc; // 文字へのポインタ
// 文字列 (の先頭) を指すこともある
int **ppi; // int へのポインタへのポインタ
char *pa[5]; // char *(pa[5])
// 長さ 5 の (文字へのポインタの) 配列
char (*pb)[5]; // 5 文字の配列へのポインタ
char c, *pc, *pa[5], (*pb)[5]; // char だけ共通
ポインタの演算 (+/-)
- ポインタに整数が足し引き可能
- 足し算、引き算 (
p+5, p-3,...)
- 代入足し算、代入引き算 (
p += 7,...)
- インクリメント、デクリメント (
p++,
p--)
- 整数 1 でポインタは、指す型のサイズ一個分移動
(ポインタが指す型のサイズが寸法の単位)
- (同型の)
二つのポインタの引き算が可能で、結果は整数
*p++ と (*p)++ の違いに注意 (教科書
p. 388)
配列とポインタ
- 配列には同じ型のデータが順番に配置
- C の場合、配列の最初の位置のみ記憶
- 配列とポインタは非常に似ている
実際、C の場合には配列とポインタは殆ど同じ
(例外:
配列が定義された関数内の配列そのものへの代入が禁止、sizeof
の結果)
配列とポインタのメモリ配置の実例
演習問題について
- 09A1: 各データ型のポインタ・アドレス
(型の順番、変数名の変更に注意)
- 09A2: ポインタの動きの予想・観察
(
++/--)
- 09A3: ポインタと配列の関係
- 09B1: 大文字を数える関数
- 09C1: 月の番号を英語名に変更 (英語以外も可能; 09C2
も同様)
- 09C2: メモリ配置表の記入
注: 全問題必修、全問日曜日締め切り
09A2, 09A3, 09C2:
プログラムをシステムに提出、かつ用紙を先生に提出
(09C2 の用紙の最後の締め切りは次回の演習開始)
次回の準備
- 宿題として残った問題を完成、提出
- 今日の復習
- 「ポインタが理解できない理由」の第六章 「malloc
とポインタ」(浅井 淳、技術評論社、2002)
をよく読む。
- 参考書の第 11 章 (ポインタ、pp. 282-311)
をもう一回よく読む。分かるところをリストアップする。