プログラミング 4 記憶の割り付け

変数の特徴 名前がついている（名前を呼んで使う） 使う分はあらかじめソースコードに書いておく 管理はプログラム側でしてくれる 配列の要素数はコンパイル時に決まっていないといけない 管理はプログラム側でしてくれる 扱いは簡単

記憶の割り付け 名前がついていない（ポインタで指す） 使う分をその都度プログラム中で要求する 管理はプログラマが行う 欲しい分だけ記憶領域を確保できる 管理はプログラマが行う 注意して扱わないといけない

malloc() 関数 引数で指定したバイト数の記憶領域を確保して，その 領域の先頭アドレスを void * 型で返す malloc(4) ← 4 バイト確保する この方法で確保した記憶領域は「名前がついていな い」ので，ポインタで指して使わなければならない この「ポインタが指している状態」をプログラマが管理しな ければならない 指せなくなると「メモリリーク」という重大な不具合につな がる #include <stdlib.h> で使えるようになる

sizeof 演算子 かっこ内の型が何バイトを要するかを調べる演算子 sizeof(int) ← int 型が何バイトか調べる malloc() 関数で確保するバイト数を計算するのによく用いる malloc(sizeof(int)) ← int 型と同じバイト数を記憶を確保

void * 型 「ポインタの型」は「指す先に何があるか」を表して いる int * 型：指す先に int がある double * 型：指す先に double がある void * 型は「指す先に何があるかの情報がない」 使うときには通常「指す先を何の型で解釈するのか」の情報 を与えるために型変換（キャスト）をする int と同じサイズの記憶領域を確保して，int として使えるよ うにする (int *)malloc(sizeof(int))

malloc() 関数の使い方 確保する記憶領域を指すポインタを用意する int *p; malloc() 関数で記憶を割り付ける；型変換に注意 p = (int *)malloc(sizeof(int)); これが常套句！ 割り付けた記憶領域をポインタを経由して使う その記憶領域を指すポインタがなくならないように注意！ 使い終わったら free() 関数で解放する free(p); 「使い終わったら後始末する」という手動での管理が必要

malloc() 関数は失敗する malloc() 関数は失敗することがあり，そのときは NULL を返す；通常は NULL チェックをする p = (int *)malloc(sizeof(int)); if (p == NULL) { …失敗時の処理…… } 簡単なプログラムでは，記憶の割り付けに失敗したら（その 先実行できそうになくなるから）プログラムを終了させてし まうことが多い if ((p = (int *)malloc(sizeof(int))) == NULL) { … } と一 気に書くこともある

記憶の割り付けの使い方(1) たとえばこんなプログラム int *p; p = (int *)malloc(sizeof(int)); if (p == NULL) { printf(“失敗しました\n”); return 0; } *p = 5; /* p の先に int の記憶領域がある */ printf(“%d\n”, *p); free(p); return 0;

構造体で使うことも多い たとえばこんなプログラム struct cplx { double re, im; }; …… struct cplx *c; c = (struct cplx *)malloc(sizeof(struct cplx)); if (c == NULL) { …… } …… free(c); あとで学ぶ「線形リスト」「二分木」では頻繁に使用 する

メモリリーク 確保した記憶領域を指すポインタがなくなってしまい， 操作不能（回収不能）に陥ること 記憶の割り付けは「プログラマが管理する」！ 回収できないのでプログラム終了まで記憶領域を無駄に使用 し続けることになる→たび重なるとシステムが不安定になっ たりする 記憶の割り付けは「プログラマが管理する」！

割り付けで「配列」を作る(1) C 言語では配列の大きさはコンパイル時に決まってい なければいけない 配列の大きさをあとから決めることはできない 記憶の割り付けを使えば，あとから大きさを決められ る「配列と同等のもの」が作れる 配列は「記憶装置の連続した領域に確保される」ことから， 「記憶装置に連続した領域を確保すれば配列と同等に使え る」

割り付けで「配列」を作る(2) 型と個数を指定して割り付け int *p; p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); これで int×10 の記憶領域が確保され，大きさ 10 の配列と 同等に使える つまり *p，*(p + 1)，*(p + 2)，……，*(p + 9) が使え ることになるが，読み替えにより p[0]，p[1]，p[2]，……， p[9] になる これはホンモノの配列ではないので，最後に free() 関数で解 放する必要がある

文字列ぴったりの記憶領域 文字列ぴったりの記憶領域を確保するのにも記憶の割 り付けが重用される ‘\0’ が入る分文字数＋1 個を確保することに注意 たとえばこんなプログラム char s[256], *p; …s[] に何か文字列をセット … p = (char *)malloc( sizeof(char) * (strlen(s) + 1)); strcpy(p, s); ……