3 これまで学習したデータ構造

データ構造には，表1に示すようなものがある．この うち基本データ型と配列型は既に学習したはずだ! 本日はレコード型--C言語では構造体 で表現--を学習する．構造体を学習する前に，データ構造というものを頭に入れるため に，既に学習した単純型と配列型の復習をしておく．さらに，構造体の役割を簡単に述べ る．

表 1: データ構造の種類

データ構造	基本データ構造	基本データ型	単純型	整数型
				実数型
				文字型
				論理型
				数え上げ型
			ポインタ型
		構造型	配列型
			レコード型
		抽象データ型
	問題向きデータ構造	線形リスト	単純リスト
			双リスト
			環状リスト
		木	二分木	完全二分木
				二分探索木
				バランス木
			多分木
			バランス木	AVL木
				B木
		スタック
		キュー

3.1 単純型変数

単純型の変数は，次のように変数に一つの数値²しか代入で きないものを言う．

	char c, h, moji;
	int i, j, seisu;
	double x, y, jisu;

通常，これを変数と言う．変数というと，この単純型を示す場合が多いが，配列や構造体 を含める場合もあるから，文脈から適当に判断しなくてはならない．

これのイメージは，図2に示しているとおりで，変数とは数値を 入れる箱のようなものである．整数型と倍精度実数型の変数は，数学の変数と全く同じで ある．

図 2: 変数のイメージ．変数とはデータを入れる箱のようなもの．

図を見て分かるように，箱の大きさが型によって異なる．これは，一つのデータを表現す るために必要な情報量が異なるためである．情報量の単位は，ビット(bit)が使われる．2 進数の1桁を1ビットと言う．8ビットで1バイトとなり，それがコンピューターで使われる 基本単位となる．

同じint型でもいろいろあり，表現できる範囲が異なっている．これは一つの変数の 情報量の差から生まれる．C言語で使われる型によって表現できる範囲を 2に示す．全てのC言語は同じとなっておらず，諸君が使っ ているシステムではこの表のようになっている．いろいろな型があるが，ほとんどの場合， char，int，doubleで十分である．諸君が作るプログラムでは，これらで 十分，間に合うが，問題が生じたときのみ他の型を使えば良い．

表 2: 型によるデータの表現の違い

型	バイト長	範囲	有効精度
char	1	-128〜127
signed char	1	-128〜127
unsigned char	1	0〜255
short int	2	-32768 〜 32767
signed short int	2	-32768 〜 32767
unsigned short int	2	0 〜 65535
int	4	-2147483648 〜 2147483647
signed int	4	-2147483648 〜 2147483647
unsigned int	4	0 〜 4294967295
long int	4	-2147483648 〜 2147483647
signed long int	4	-2147483648 〜 2147483647
unsigned long int	4	0 〜 4294967295
float	4	およそ $10^{-38}$〜$10^{38}$	およそ 6桁
double	8	およそ $10^{-308}$〜$10^{308}$	およそ 15桁
long double	12	およそ $10^{-4932}$〜$10^{4932}$	およそ 18桁

3.2 配列

一次元の配列は数学のベクトルと，二次元の配列は行列とよく似ている．実際，C言語で ベクトルや行列の演算を行うときには，構造が同じ配列を使うことになる．順序 づけられた同じ型のデータが複数ある場合，配列の出番となる．添え字(これが順序を表 す)により，それらにアクセスできるので，データの操作が簡単にできる．

配列を使う場合，

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

のように宣言を行う．そうすると図3のように，メモリー領域が確保され， 配列が使えるようになる．この配列のデータにアクセスするためには，配列名と添え字を 指定する．次のようにである．

	i[3]=5;
	c=i[3];

図 3: 配列のイメージ．データを入れる箱がいっぱいある．ただし箱の大きさは全 て同じ．

3.3 構造体

構造体は，データの内容をわかりやすくするためにある．例えば，住所録を作るとなると 一つのデータの集まりは， -4pt

• 名前
• 郵便番号
• 住所
• 電話番号

となるであろう．そうすると，これでひとつのデータの集まりとしたくなる．これを実現 するために構造体がある．具体的には，つぎに述べることにする．

データの集まりということでは，配列と似ている．しかし，配列は同じ型のデータの集ま りであるが，構造体は異なる型³のデータの集まりであること に注意が必要である．使い方も全く異なる．

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著者: 山本昌志