バイオプログラミング第１
榊原 康文、佐藤 健吾
ポインタ変数の扱い方
① ポインタ変数の宣言
ｉｎｔ ＊ｐ；
ｄｏｕｂｌｅ ＊ｑ；
② ポインタ変数へのアドレスの代入
ｉｎｔ ＊ｐ；
と宣言した時，ｐ がポインタ変数ｉｎｔ ｘ；
と普通に宣言した変数に対して，ｐ ＝ ＆ｘ；
はｘのアドレスのポインタ変数
ｐへの代入
ポインタ変数の扱い方
③ 間接参照（演算子）
＊【ポインタ変数名】
例）
＊ｐ；
により，ポインタ変数が指す変数の実体を 「間接的」に扱える
データ構造とポインタ
◼構造体とポインタ
◼関数とポインタ
◼配列とポインタ
◼文字列とポインタ
◼ポインタ配列
◼ポインタのポインタ
◼引数付きｍａｉｎ関数
構造体とポインタ
①構造体のポインタ変数宣言： ｓｔｒｕｃｔ 【構造体タグ名】 ＊【構造体ポインタ変数名】； 例） struct DATE_DATA { int year; int month; int day; }; struct DATE_DATA ｔｏｄａｙ;構造体とポインタ
②構造体ポインタ変数の参照・代入： 【構造体ポインタ変数名】->【メンバ名】 例） pdata=&today; とアドレスを代入した時， today.year ⇔ (＊pdata).year ⇔ pdata->year （＊【構造体ポインタ変数名】）.【メンバ名】 と同じ関数とポインタ
①ポインタと関数引数： 「参照による呼出し (call by reference)」 アドレスを引数として関数へ渡す 「値による呼び出し (call by value)」 変数の値を引数として関数へ渡す 関数の引数はポインタでなければならない#include <stdio.h> int add20(int x);
void addp20(int *p); void main(void) { int k, m, n; m=10; n=10; k=add20(m); addp20(&n); printf(”%d %d %d”, k, m, n); } int add20(int x) { x+=20; return x; }
void addp20(int *p) {
*p+=20;
}
関数とポインタ
②ポインタを返す関数 戻り値がポインタとなる関数の宣言 【関数のデータ型】 *【関数名】 （【引数の並び】） 例） void main(void) { int *p; p=func(10); }int *func(int x) {
int y;
y=x+100;
return &y;
リンクによるリスト（
linked list）
◼
ポインタの応用
◼
動的な記憶領域の確保
リンクによるリスト
◼リストは，配列のような一種のデータ構造
①リストは，項目（要素）を一列に並べるという点 で配列と同じ ②配列では，逐次的な構造が（配列中の位置に よって）自然に指定される ③リストでは，項目を入れる「節点」の中に次の節 点を明示的に指示するリンク（ポインタ）を入れて 表現する配列： ｃｈａｒ ａ［５］ ａ［０］ ａ［１］ ａ［２］ ａ［３］ ａ［４］ Ａ Ｌ Ｉ Ｓ Ｔ リンクによるリスト： Ａ Ｌ Ｉ Ｓ Ｔ 節点 リンク
リンクによるリスト
①リストの先頭の節点を指すダミーの節点を設定して， これを「ｈｅａｄ」 （またはｒｏｏｔ）で表すことにする ②リスト中で最後に位置する節点として，ダミーの節点を 設定して，これを「ｔａｉｌ」で表すことにする Ａ Ｂ Ｃ ＮＵＬＬ ｈｅａｄ ｔａｉｌＣ言語によるリストの実現
◼準備
①記号定数 ＮＵＬＬ ポインタに対する特別な値であることを示す記号 としてゼロの代わりに使われる ② ｓｉｚｅｏｆ 演算子 （教科書ｐ－２２） データ型や変数の大きさ（バイト数）を求める演算子 ｓｉｚｅｏｆ（【型名または変数名】） 例） ｓｉｚｅｏｆ（ｉｎｔ） ４バイトＣ言語によるリストの実現
③型変換演算子 （キャスト演算子） （教科書ｐ－４０） データ型の一時的変換を行う演算子
（【型】） （【変数または式】）
Ｃ言語によるリストの実現
④動的に記憶領域を確保するための標準関数 ｍａｌｌｏｃ （【記憶領域の大きさ（バイト数 ｎ）】） ⚫ｎバイトの初期化されていないメモリへのポインタ を返す ⚫ｍａｌｌｏｃから返されるポインタは，適当な型に変換 されなければならない #include <stdlib.h>Ｃ言語によるリストの実現
⑤記憶領域を解放する ｆｒｅｅ （【解放する記憶領域を指すポインタ】） ⚫必要の無くなった記憶領域をＯＳへ返す ⚫メモリの無駄をなくす #include <stdlib.h>Ｃ言語によるリストの実現
◼構造体を使った節点の実現
ｓｔｒｕｃｔ ｎｏｄｅ { ｉｎｔ ｋｅｙ； ｓｔｒｕｃｔ ｎｏｄｅ *ｎｅｘｔ； }； 自己参照構造体： 構造体の中に，自分自身の構造体を参照するメンバを 含めることができる ｋｅｙ ｎｅｘｔ ｎｏｄｅＣ言語によるリストの実現
◼
ｍａｌｌｏｃを使った新しい節点の動的な生成
ｓｔｒｕｃｔ ｎｏｄｅ *ｘ；
ｘ＝（ｓｔｒｕｃｔ ｎｏｄｅ *） ｍａｌｌｏｃ（ｓｉｚｅｏｆ（*ｘ））；
◼
初期化
struct node *head, *tail; void listinitialize(void)
{
head = (struct node *) malloc(sizeof(* head)); tail = (struct node *) malloc(sizeof(* tail));
head->next = tail; tail->next = NULL; };
ＮＵＬＬ
リスト表現を用いた操作
◼
挿入
◼削除
◼参照
挿入
Ａ Ｂ Ｃ
ＮＵＬＬ
ｈｅａｄ ｔａｉｌ
挿入
Ａ Ｂ Ｃ
ＮＵＬＬ
ｈｅａｄ ｔａｉｌ
◼
挿入
struct node *insertafter(int v, struct node *p) {
struct node *x;
x = (struct node *) malloc(sizeof(* x)); x->key = v;
x->next = p->next; p->next = x;
return x;
ｘ
◼
挿入
struct node *insertafter(int v, struct node *p) {
struct node *x;
x = (struct node *) malloc(sizeof(* x)); x->key = v; x->next = p->next; p->next = x; return x; }; ｐ ｖ ｑ
◼
削除
void deletenext(struct node *p) { struct node *x; x = p->next; p->next = p->next->next; free(x); }; ｘ ｐ ｖ ｑ
◼
削除
void deletenext(struct node *p) { struct node *x; x = p->next; p->next = p->next->next; free(x); }; ｐ ｖ ｑ
◼
削除
void deletenext(struct node *p) { struct node *x; x = p->next; p->next = p->next->next; free(x); }; ｐ ｑ
◼
参照
ｋ番目の要素（節点）の値を参照
⚫ リストでは，ｈｅａｄからリンクをたどっていくしかない （ｋステップかかる）
配列： ｃｈａｒ ａ［５］
ａ［０］ ａ［１］ ａ［２］ ａ［３］ ａ［４］
Ａ Ｌ Ｉ Ｓ Ｔ
リンクによるリスト：
◼
参照
x = head; while(x->next->next != NULL) { x = x->next; printf("%d ", x->key); }; Ａ Ｂ Ｃ ＮＵＬＬ ｈｅａｄ ｔａｉｌ struct node *x;◼
節点の並べ変え
ポインタのつけかえのみ
Ａ Ｂ Ｃ ＮＵＬＬ ｈｅａｄ ｔａｉｌ 例） Ｃをリストの末尾から先頭へ移動◼
節点の並べ変え
ポインタのつけかえのみ
Ａ Ｂ Ｃ
ＮＵＬＬ
◼
節点の並べ変え
ポインタのつけかえのみ
Ａ Ｂ Ｃ
ＮＵＬＬ
◼
