C言語のポインタ理解できた記念日

ポインタ変数

char *x = "hello";

ポインタ変数*xは、hello\0が格納された場所のアドレスを持っている。

ポインタ変数*xが格納してるのは、値そのもの（ここではhello\0）ではなく、（値を格納しているメモリ上の）”アドレス”である。

アドレス演算子

&xとは、変数xのアドレスのこと。

&xは変数xのアドレスなのだから

int *x_ptr = &x;

とすると、ポインタ変数x_ptrに変数xのアドレスを直接代入できる。

これで、ポインタ変数x_ptrに変数xのアドレスを格納できた。x_ptrは変数xをポイントしてる（指し示してる）。

間接演算子

*ポインタ変数

というフォーマット。

int32_t a = 8;
int32_t *a_ptr = &a;
printf("%i", *a_ptr);  // => 8
                       // ここの *a_ptr が間接演算子

間接演算子*をポインタ変数a_ptrに適用すると、a_ptrが指し示しているアドレスにある値を取り出す。

*a_ptrとは、ポインタ変数a_ptrがポイントしてるとこにある値なのだから、

*a_ptr = 99;
printf("%i", a);  // =>99

のように、代入（上書き）ができる。

ちなみに、最後のprintfは間接演算子を使って

printf("%i", *a_ptr);

でも同じ結果。

int32_t *a_ptr = &a;を省略することもできる：

int32_t a = 8;
printf("%i", *&a);

（&aに対して直接、間接演算子*を適用してる）

配列とポインタ

#include <stdio.h>

int main()
{
	int32_t a[] = {123, 4545, 999};
	int32_t *a_ptr = a;  // 配列名を直接ポインタ変数に与えると、その配列の先頭要素のアドレスが得られる（アドレス演算子は不要）
	printf("%i\n", *a_ptr);  // 間接演算子

	a_ptr = &a[1];  // 配列中の個々の要素に対しては、アドレス演算子が必要
	printf("%i", *a_ptr);  // 間接演算子
}

$ ./a.out
123
4545

ポインタとインデックス

ポインタ変数pに対して、p[i]は間接演算子*(p + i)に等しい。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	int32_t array[] = {1, 2, 3, 4};
	int32_t *p = array;

	for (size_t i = 0; i < sizeof array / sizeof(int32_t); i++) {
		printf("%i\n", p[i]);  // p[i] is *(p + i)
	}
}

実行すると

$ ./a.out
1
2
3
4

関数ポインタ

関数のアドレスを格納したポインタ変数が「関数ポインタ」。

関数ポインタ変数の宣言

返り値の型 (*ポインタ変数名)(パラメータリスト)

compare関数へのポインタ変数pを定義するには

int compare(int x, int y);

int (*p)(int, int) = compre;  // 「*p = &x」と対応

最後の行にあるように、関数のアドレスを渡す際は関数名を与える。&compareとかcompare()じゃない。

&compareでも可ということでした（コメントより）。

パラメータリストの部分は型だけでよい（つまり(*p)(int x, int y)と書かなくても大丈夫）。

関数ポインタの間接演算子

(*ポインタ変数名)(パラメータリスト)

または

ポインタ変数名(パラメータリスト)

compare関数のポインタ変数を定義して、間接演算子で関数を呼び出す例：

int compare(int x, int y);
int (*p)(int, int) = compare;  // 関数compareへのポインタ変数p

// 下の二行は同じ結果になる
printf("func result: %i", (*p)(3, 4));
printf("func result: %i", p(3, 4));  

typedefと関数ポインタ

int (*fptr1)(int);

int square(int num) {
  return num * num;
}

int n = 5;
fptr1 = square;
printf("squared: %d", fptr1(n));

typedefを使って書くと

typedef int (*funcptr)(int);  // funcptr型が使えるようになる
funcptr ftp2;
ftpr2 = square;
printf("squared: %d", fptr2(n));