C言語入門編5:malloc について理解しよう

#08:malloc について理解しよう

// malloc について理解しよう
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("data[%d] : %d\n", i, data[i]);
    }
}

// malloc でデータ領域を確保しよう
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    int n;
    char buf[100];
    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
    sscanf(buf, "%d", &n);

    int *p;

    // malloc で int 型の値 n 個分の領域を確保する
    p = 

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        p[i] = (i + 1) * 10;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("p[%d] : %d\n", i, p[i]);
    }
    free(p);
}

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★ 実技1

実技課題「malloc でデータ領域を確保しよう」

右のコードエリアには、入力された大きさのデータ領域を確保し、配列のように使って、値を出力するコードがあります。

このプログラムは未完成です。該当する部分にコードを追加してください。

プログラムを実行して、正しく表示されれば、演習課題クリアです！

入力される値

標準入力からの値取得方法はこちらをご確認ください

期待する出力値

p[0] : 10
p[1] : 20
p[2] : 30
p[3] : 40
p[4] : 50
p[5] : 60

ポインタの応用として、動的に領域を確保する malloc について学習します。

配列を宣言する

配列を宣言するには、たとえば、次のような方法があります。

#include <stdio.h>

#define N 5

int main(void)
{
    int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int b[5];
    int c[N];
}

・a 配列は、各要素を指定して初期化しています。
・b 配列は、要素数を指定して宣言しています。
・c 配列は、要素数を define マクロで指定して宣言しています。

どの方法でも、プログラムが実行される前に配列の大きさが定まっていて、
プログラム実行時に配列の大きさを変更することができません。

標準入力から整数値を受け取る

標準入力から整数値を受け取るには、fgets と sscanf を使い、変換指定子に %d を用います。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    char buf[100];

    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
    sscanf(buf, "%d", &n);

    printf("入力された値 : %d\n", n);
}

malloc

malloc を使うと、プログラム実行時に領域を確保することができます。

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

int main(void)
{
    int n;

    // n を入力として受け取る処理
    ...

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

}

・領域の大きさは、「sizeof(型名) * 要素数」で指定します。
・malloc で返される値は、確保された領域の先頭のアドレスです。
(ただし、領域の確保に失敗したときには NULL が返されます)

※より厳密なプログラムを作成するときは、malloc で返された値が NULL であるかどうかを判定する必要があります。

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

int main(void)
{
    int n;
    // n を入力として受け取る処理
    ...

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

    if(p == NULL) {
        printf("領域の確保に失敗しました");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // p を使った処理
    ...

}

free

malloc で確保された領域は、free で解放することができます。

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

int main(void)
{
    int n;
    // n を入力として受け取る処理
    ...

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

    // p を使った処理
    ...

    free(p);
}

※free によって領域が解放されたあとも、ポインタの値はそのままになります。
そのようなポインタには NULL を代入しておくことが推奨されます。

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

int main(void)
{
    int n;

    // n を入力として受け取る処理
    ...

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

    // p を使った処理
    ...

    free(p);
    p = NULL;

    // p を使った処理など
    ...
}

作成コード

このチャプターで作成したコードです。

// malloc について理解しよう
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char buf[100];
    int n;

    fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
    sscanf(buf, "%d", &n);
    printf("データの個数 : %d\n", n);

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

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        p[i] = i + 1;
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("p[%d] : %d\n", i, p[i]);
    }

    free(p);
}