2 配列の必要性と基本的な使い方

2.1 たくさんの値を記憶する必要性

コンピュータでは，データを記憶する場所には，プログラマーが名前を付ける必要がある． そうしないと，プログラマーは記憶したデータを取り扱うことができない．これまでに， 諸君は単純型と言われるデータ構造を学習した．それを使うためには，記憶するデータの 型と変数名をプログラムの最初に記述する．次のようにである．

	
	int a;
	double x;

このようにいちいち名前を指定する方法だと，大量のデータを処理することは不可能であ る．たとえば，100万個の名前を付けるだけで，大変である．困った，さあどうするか?

2.2 配列の宣言

先ほどのデータ構造--単なる変数--で，大量のデータを扱うことは不可能である．なぜ ならば，単なる変数で一度に確保できるメモリーの領域は1個であるため，全てのデータ に異なった名前を付けることは不可能となるからである．ようするに，100万個のデータ を扱う場合，それだけの変数名を用意するのはナンセンス．そこで，複数の同じ型のデー タを取り扱うために，配列というデータ構造が発明された．

これは，同じ型のデータを任意の個数宣言し，配列名と自然数でアクセスすることができ るようにしたものである．配列宣言を使う場合の宣言は，型名と配列名，そしてサイズを 書く．

書式(配列の宣言方法)

	データ型名 配列名[サイズ];
	データ型名 配列名[サイズ][サイズ];
	データ型名 配列名[サイズ][サイズ][サイズ];

具体的には，次のようにする．

	int i[10], j[100][100];

こうすると， -4pt

• 配列名iの整数型のデータ領域が10個用意される．用意されるデータ領域 は，i[0]〜i[9]である．
• 配列名jの整数型のデータ領域が10000個用意される．用意されるデータ領域 は，j[0][0]〜j[99][99]である．．

となる．C言語では配列の添字(インデックス)は，ゼロからはじまることに注意が必要で ある．

C言語では，配列のデータは連続したメモリー領域に格納される．すなわち，先ほどの例 の場合，図1のようにメモリー領域が確保される．連続したメモリー 領域をつかうので，配列へのデータの出し入れは高速にできる．

図 1: 配列のイメージ．データを入れる箱がいっぱいある．ただしひとつの箱の大きさは全 て同じで整数を格納する．

2.3 配列の初期化

配列のサイズが小さい場合，宣言と同時に初期ができる．

	int hoge[3]={111,222,333};
	int fuga[2][2]={{111,222},{333,4444}};

このようにすると，

hoge[0]=111 hoge[1]=222 hoge[2]=333

fuga[0][0]=111 fuga[0][1]=222 fuga[1][0]=333 fuga[1][1]=4444

と初期値が設定される．配列よりも初期値が少ない場合には，残りのゼロに初期化される． 多い場合にはエラーとなる．

2.4 配列へのアクセス

配列では，配列名と添え字(インデックス)を指定する--たとえばi[3]や j[25][49]--ことにより，記憶領域から値(データ)を入出力できる．

	i[3]=5;         /* 配列 i[3] に 5 を代入　*/
	c=j[25][49];    /* 配列 j[25][49] の値を変数 c へ代入 */

配列全体をコピーする場合，要素毎に代入文を実行する必要がある．例えば，サイズ $100\times 200$の配列hoge[][]とfuga[][]があるとする．hoge[][]のデータを fuga[][]にコピーする場合，次のようにする．

	for(i=0; i<=99; i++){
	  for(j=0; i<=199; i++){
	    fuga[i][j]=hoge[i][j];
	  }
	}

2.5 注意

配列を使う場合，以下のような間違いが多い．気を付けよ．

• 配列の宣言の大括弧内[]の値はサイズである．そして，配列の添字はゼロからは じまる．多くの間違いは，

  		int hoge[100];
  

  
  のように配列を宣言し，

  		hoge[100]=2468;
  		bar=hoge[100];
  

  
  のように，i[100]を使おうとする．範囲は， i[0]-i[99]までである．
• C言語のプログラムの動作時，配列の添字(インデックス)の範囲がチェックされな い．宣言した範囲を越えて，読み書きができる可能がある．先ほどの例では， hoge[99]が使用可能範囲であるが，hoge[345]も読み書きができること がある．他のプログラムが使っているメモリー領域にアクセスすることになる． するとプログラムがクラッシュする可能性がある．添字の範囲のチェックはプロ グラマーの責任で，OSは関知しない．悪意のあるプログラマー--クラッカー-- はこの性質を利用して，悪さをするプログラムを作ることがある．
• 配列の要素にアクセスするときの添字は整数である．倍精度実数は使えない．

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志