4 構造体の文法

4.1 構造体型の宣言(構造体テンプレート)

4.1.1 基礎

構造体は，メンバーと呼ばれる変数が集合した型である．プログラマーが新たに型を定義するようなものである．定義の方法は，一般的には次のようになる．

	struct タグ名　{
	  型 メンバー名;
	  型 メンバー名;
	  型 メンバー名;
	  ・
	  ・
	  ・
	  型 メンバー名;
	} 変数リスト;

予約語(キーワード)structは，構造体を定義するとコンパイラーに伝える役目がある．タグ名と言うのは，新たに定義した構造体の名前である．型を定義するのであるから，その型の名前が必要となる．型は，メンバーの型を示す．これは，C言語で使うことができる通常の型である．たとえば，int, double, char等で，構造体もメンバーの型として，使える．メンバー名は，構造体を構成する変数の名前で，そのデータにアクセスするために必要である．変数リストは，ここで定義された構造体を使う場合の変数名である．

タグ名と変数リストのどちらか一方は省略可能である．タグ名を省略すると構造体の型名が無くなるので，その内容がわかりにくくなり，通常は省略しない．一方，変数リストが省略されることは，しばしば生じる．

それでは，例として学生の名前と成績，身長，体重を示した構造体を定義してみる．

	struct gakusei{
	  char name[80];
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	  double height;
	  double weight;
	} sato, tanaka, yamamoto;

これで，gakusei型の構造体変数のsatoとtanaka，yamamotoが使えるようになる．さらに，watanabeという変数を追加したい場合は，

	struct gakusei watanabe;

とすればよい．

変数リストを省略すると，

	struct gakusei{
	  char name[80];
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	  double height;
	  double weight;
	};

となる．こうすると，このgakusei型の構造体変数を使うためには，

	struct gakusei sato, tanaka, yamamoto;

のようにプログラム中で書く必要がある．

一方，タグ名を省略すると，

	struct {
	  char name[80];
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	  double height;
	  double weight;
	} sato, tanaka, yamamoto;;

となる．この場合は，新たにこの型の構造体変数を追加することができないので，不便な場合がある．変数の数があらかじめ分かっている場合に使われる．

4.1.2 変数を配列に

先の例だと，学生数が多くなると不便になる．多くのデータを扱う場合は配列が便利なのは以前述べたとおりで，ここでもそれが使える．たとえば，クラス毎に

	struct gakusei{
	  char name[80];
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	  double height;
	  double weight;
	} M2[50], E2[50], C2[50], B2[50];

とする事ができる．

変数リストを省略して，

	struct gakusei{
	  char name[80];
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	  double height;
	  double weight;
	};

と構造体を定義して，プログラム中で，

	struct gakusei M2[50], E2[50], C2[50], B2[50];

と書き，変数を使うこともできる．

4.1.3 メンバーを構造体型に

先のデータを見ると，成績を表すメンバー(mathematics, english, japanese, electrical_eng, info_eng)は似たようなデータで関連が強い．これは一つにまとめるとデータの内容が分かり易くなり，プログラムの見通しが良くなる．そのためには，次に示すように構造体のメンバーを使えば良い．

	struct seiseki{
	  int mathematics;
	  int english;
	  int japanese;
	  int electrical_eng;
	  int info_eng;
	};

	struct gakusei{
	  char name[80];
	  struct seiseki test;
	  double height;
	  double weight;
	};

このように入れ子にすることを，構造体のネストと言う．ここでは2段のネストであるが， 3段でも4段でも可能である．

4.2 構造体型のメンバーの参照

構造体のメンバーの参照--アクセス--には，.演算子 (ドット演算子)をつかう．次のようにするのである．

構造体変数.メンバー                           /* 通常 */
構造体変数.メンバー.メンバー                   /* メンバーが構造体 */
構造体変数.メンバー.メンバー.メンバー           /* メンバーのメンバーも構造体*/
構造体変数[配列の添え字].メンバー               /* 構造体が配列*/
構造体変数.メンバー[配列の添え字]               /* メンバーが配列*/
構造体変数[配列の添え字].メンバー[配列の添え字]   /*構造体もメンバーも配列*/

ようするに，構造体といえども，ドット演算子を使う以外は通常の変数とほとんど同じである．それでは，実際のプログラム例で，それを見てみよう．

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 
   4 struct seiseki{      //構造体テンプレート(成績)
   5   int mathematics;
   6   int english;
   7 };
   8 
   9 struct gakusei{      //構造体テンプレート(学生)
  10   char name[80];
  11   struct seiseki test;
  12   double height;
  13 };
  14 
  15 //=========================================================
  16 //  メイン関数
  17 //=========================================================
  18 int main(void)
  19 {
  20 
  21   struct gakusei E2[10];      //構造体を使う
  22 
  23   strcpy(E2[0].name,"yamamoto");
  24   E2[0].test.mathematics = 95;
  25   E2[0].test.english = 65;
  26   E2[0].height = 174.8;
  27 
  28   printf("%s\n", E2[0].name);
  29   printf("  Mathematics : %d\n", E2[0].test.mathematics);
  30   printf("  English     : %d\n", E2[0].test.english);
  31   printf("  Height      : %f [cm]\n", E2[0].height);
  32 
  33   return 0;
  34 }

$\fbox{実行結果}$

yamamoto
  Mathematics : 95
  English     : 65
  Height      : 174.800000 [cm]

構造体は通常の変数のように取り扱うことができるので，scanfをつかって，キーボードからデータを読み込む場合は，次のようにする．先ほどのプログラムで，キーボードから入力された値をメンバーのmathematicsに格納するためには次のようにする．

	scanf("%d",&E2[0].test.mathematics);

通常の変数同様，格納する変数(ここではメンバー)の頭に&をつけるだけである．

4.3 構造体型を使うときの注意

構造体のメンバー名と通常の変数には同じ名前が使える．すなわち，以下は問題ない．
```
	
	struct seisu{
	  int i;
	  int j;
	};

	struct seisu k,l;
	int i,j;
```

次のように構造体を宣言するときに，初期がができる．

	
	struct seisu{
	  int i;
	  int j;
	};

	struct seisu k={1,2};
	struct seisu l[2]={{3,4},{5,6}};

同じ構造体であれば，代入演算子(=)を用いて，そのままコピーできる．いちいちメンバー毎，コピーする必要はない．
```
	
	struct seisu{
	  int i;
	  int j;
	};

	struct seisu k, l={1,2};
	k=l;
```
構造体同士の比較は無意味であるし，できない．比較する場合は，メンバーを比較する．
関数の引数に構造体を用いることは，問題なく可能である．ふつうの変数のように考えればよい．

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

Yamamoto Masashi
平成19年4月10日