PowerPoint プレゼンテーション

(1)

講座準備

講座資料は次の

URL

から

DL

可能。

https://goo.gl/JNRFth

1

(2)

ポインタ講座

2017/01/06,09 fumi

2

(3)

はじめに

ポインタは

C

言語において理解が難しいとされる。

そのポインタを理解することを目的とする。

講座は

1

日で行うので、詳しいことは調べること。

3

(4)

はじめに

みなさん復習はしましたか？

4

(5)

＆演算子

＆演算子を使うと、変数のアドレスが得られる。

例：int fumi = 23;

printf(“%d ¥n”, &fumi);

// 変数fumiのアドレスが表示される。

5

(6)

演習 1- アドレスを表示しよう

自分で変数を作り、その中に値を代入。



printf

でアドレスとその内容を表示。

イメージをつかもう。

6

(7)

演習 1- アドレスを表示しよう

7 実行結果

ソースコード

(8)

そもそもポインタとは？

8

(9)

ポインタとは

アドレスを格納できる特殊な変数のこと。

9

(10)

メリット

上手く使うと実行速度が向上する。

メモリ効率が向上する。

コードの柔軟性が向上する。

詳しいことは調べてみよう。

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(11)

デメリット

可読性が低くなる。

誤った使い方をすると危険である。

慣れてないと混乱しやすい。

1つ1つ整理すること。

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(12)

理解は難しい？

苦手意識を持ったら終わり。

他のことと混ざらないように。

何が異なるのか？よく考える事。

実際は難しくない。

12

(13)

u

ポインタのイメージ

変数などのアドレスを保存できる型のこと。

イメージ

int f = 23;

Int* u;

u = &f;

番地内容 (変数名) 5022

5023 23 f,*u 5024

5025 5023 u

5026 アドレス 5023 5025

u^はf^{を指している！}

ポインタみたい！

※イメージ

5023

13

f

23

(14)

使い方（１）



“

型

*

変数名

”

または

”

型

*

変数名

”

でポインタ変数として宣言できる。



“

変数名

”

の状態でアドレスモード



“*

変数名

”

の状態で参照モード

例 int* fumi; // ポインタ変数の宣言

後ほど説明 するよ！

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(15)

使い方（２）

必ず

NULL

で初期化をすること。

例: int *fumi =NULL;



C++11

以降は

nullptr

が追加されている。

例: int *fumi = nullptr;

Visual Studioではこちらを推奨します。

詳しいことは調べてみよう。

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(16)

＊について（１）

C言語では“＊”マークは様々な場所で使われる。

わかりにくくなる原因の１つ。

３つ順番に説明するので混乱しないように。

１つ目は？

かけ算の＊。

例：fumi = 2*3;

乗算演算子という。

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＊について（２）

残りの２つが混乱しやすい。

２つ目は？

ポインタ変数の宣言の時に使われる＊。

例： int* fumi;

// “fumi”というポインタ変数を宣言。

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＊について（３）

３つ目は？

ポインタ変数の参照の時に使われる＊。

間接参照演算子という。

例：int fumi = 0;

int *sofume = &fumi;

// sofumeはfumiを指すポインタ

*sofume = 23;

// sofume(fumi)に23を代入

18

(19)

演習 2- ポインタを使う



int

型の変数とポインタ変数を定義し、

ポインタ変数の中に変数のアドレスを入れてみよう。

ポインタ変数を元にデータを変化させてよう。

19

(20)

演習 2- ポインタを使う

20 実行結果

ソースコード

(21)

重要なこと（１）

ポインタを使うときは、必ず

NULL

で初期化すること。

初期化なしポインタはどこかを指している。

自動的に初期化される場合も（環境依存）。

Visual Studioだと？

21

(22)

重要なこと（２）

関係のないアドレスの内容を上書きしないように気をつけること。

無意識に誤ったアドレスを入れてしまうことがあり得る。

Visual Studioは検知してくれる。

ポインタ変数にも型判別がある。

22

(23)

全てのアドレス

プログラムは全てメモリ上にある。

なら、変数も配列も関数も構造体も全てメモリ上にある。

ということはポインタが使えるのでは？

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(24)

配列（１）

実は配列の変数には、宣言時に確保さ

れた領域の先頭のアドレスが入っている。

例：int array[5];

24

番地内容 (変数名) 5022

5023 array

5024 5025 5026 5027 5028

5個分の領域 が確保される

※イメージ

(25)

配列（２）

領域を

5

つ確保と言うが、実際は型によって確保される領域の数は変わる。

例：

char 1byte, int 4byte, etc…

サイズは環境依存。講座はこの例に従う。

25

(26)

配列（３）

配列の

N

番目のデータの場所は

変数のアドレス＋型の大きさ×

N

 例: array ＋ 4byte × 3

// int型のarray[3]

// 合計で12個の領域が確保される。

26

(27)

[] 演算子

先頭アドレスから距離を指定。

距離は型の大きさ×[]の中の数字

例: int array[3]; // 4byte * 3の領域を確保。

配列参照演算子という。

ポインタ演算の簡易表記。

27

(28)

ポインタは何に使う？

ポインタはどこで使うべき？

何のために必要？

例えば・・・

28

(29)

配列のメモリ確保

配列は、

[]

内の数値の分だけメモリを確保してくれた。

[]の中身は定数でなければならない（環境依存）。

変数を使いたい時や実行まで定まらない時は？

29

(30)

メモリの動的確保



malloc

という関数を用いると必要な分

だけメモリ（配列）を確保できる。



malloc

関数

void *malloc(size_t size);

// sizeバイト分のメモリを確保し先頭のア

ドレスを返す。

stdlib.hをインクルードする必要がある。

確保に失敗するとNULLが返ってくる。

30

(31)

変数の大きさ

普段の配列（静的確保）では、

[]

演算子がバイト数を計算してくれていた。

intは4byte？

どうやって大きさを判断する？

31

(32)

型ごとの大きさを調べる



sizeof

演算子

sizeof(型,変数等)でサイズを調べられる

例: sizeof (int)

// int型のバイト数が得られる。

32

(33)

演習 3- 色んな型のサイズ



Sizeof

演算子を使って様々な型のサイズ

を調べてみよう！



char, int, float, double, etc…

33

(34)

演習 3- 色んな型のサイズ

34 ソースコード

実行結果 ソースコード

(35)

メモリの動的確保をしてみる



size

の求め方はわかった。



void *malloc(size_t size);

voidポインタ型？

合った型にキャストする必要がある。

例: int *data

= (int *) malloc (sizeof(int) * n);

35

(36)

メモリの解放



malloc

関数で確保したメモリは、

free

関数で解放する。

解放しないと、ずっとメモリに残ったままになる。

実行終了時には消えるが、解放することによって無駄なメモリを使わない。



free(

ポインタ変数

);

例: free(ptr);

36

(37)

演習 4- 配列の動的確保



1~10

の好きな数字を入力し、その分だけ配列を作る。

その後順番に数値を入力し、最後に全ての値を表示する。

37

(38)

時間がある人向け

二次配列を動的確保してみよう。

ポインタのポインタ

構造体を動的確保してみよう。

メンバ変数にアクセスするには、.（ドット）演算子ではなく->（アロー）演算子を用いる。

38

(39)

演習 4- 配列の動的確保

(40)

関数の返り値

今まで使ってきた関数は、返り値を

1

つのみしか指定できなかった。

ポインタを使うといくつも返せる？

今までの関数

int add(int a, int b){

return a+b;

} 40

(41)

複数の戻り値

ポインタを使うことによって実現できる。

アドレスを渡せば変数の有効範囲が変わらない。

void func (int* a, int* b); // ポインタ渡し

// intポインタ型が仮引数

// 実引数はアドレス

41

(42)

演習 5- 複数の戻り値を扱う



int

型の変数を

2

つ渡すと、その内容を入れ替えてくれる関数を作ろう。

a = 3, b = 5 → a = 5, b = 3

さっきの関数を参考にしてみよう。

42

(43)

演習 5- 複数の戻り値を扱う

実行結果

(44)

配列を引数にする

配列を引数に持った関数を作るには？

変数には配列の先頭のアドレスが入っている。

44

(45)

演習 6- 引数が配列の関数

演習

4

を元に、配列の中身の平均値を求め出力する関数を作ろう。

書式

void printAve(____, int size);

____ の部分は自分で考えよう。

45

(46)

時間がある人向け

二次配列を引数に持つ関数を作ってみよう。

構造体を引数に持つ関数を作ってみよう。

46

(47)

演習 6- 引数が配列の関数

実行結果

(48)

まとめ



C

言語の特徴であるポインタの概念を理

解すると様々なことができるようになる。

マスターすると、速度向上やメモリ節約などにつながる。

48

(49)

C++ の世界へ

この講座では

C

を主に扱った。

より拡張した言語に

C++

というものがある。

C++は非常に便利。

今回の内容を簡単に、なおかつスマートに書けるようになる。

49

(50)

他の言語の世界へ



C

言語にはポインタという概念があり、

柔軟に扱うことができる。

これらをあまり扱わずに済む言語もある。

→C#,etc..

それぞれの言語の特徴や利点を調べてみよう。

君に合った言語を見つけよう。

50

(51)

さいごに

これだけが全てではない。他にもたくさん

…

。（時間の都合等）

const修飾子を用いると良い。

C++だと参照渡しという方法がある。Etc..



C#

も

C++

もオブジェクト指向である。

（参考サイトをぜひ！）

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(52)

やってほしいこと

今まで自分が出た講座をよく復習すること。

講座で扱ってないことに挑戦すること。

時間ある人向けの問題とか。

他にどんなことができるか調べること。

ヘッダーファイルを使うとどれだけ便利になる？

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(53)

参考サイト（ポインタ関係）



http://white-bear.info/archives/583



https://www.sgnet.co.jp/c/6-3.html



http://9cguide.appspot.com/15- 05.html



http://qiita.com/go_astrayer/items/6 afb1592a8a5763fede1

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(54)

参考サイト（ C++ 関係）



http://www.asahi-net.or.jp/~yf8k- kbys/newcpp0.html



http://www7b.biglobe.ne.jp/~robe/

cpphtml/

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(55)

参考サイト（その他）



https://qiita.com/



http://qiita.com/hirokidaichi/items/5 91ad96ab12938878fe1



http://tdak.hateblo.jp/entry/2014040 6/1396773476

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