本章では下記の内容を学習します。

• 一続きのデータを作る: 配列
• データをまとめて入力する: 配列の操作
• データをまとめて初期化する: 配列の初期化
• データの次元数を増やす: 二次元配列

配列

配列の宣言と操作

#include <stdio.h>

int     main( void )
{
  // 例1: 収支表の作成
  int     shuushi[2];

  // 収支表配列に、収支を入れる
  shuushi[0]  = 5000;
  shuushi[1]  = -10000;

  // 収支表配列から、収支を取り出す
  printf( "1日目の収支: %d\n", shuushi[0] );
  printf( "2日目の収支: %d\n", shuushi[1] );

  return  0;
}

前回までにたくさんの変数を利用してきました。これら変数には、1 つの変数につき 1 つの情報のみを記憶できるとお伝えしました。ですが、複数の情報を一度に覚えておきたい場合、とくに一続きのデータを連結して覚えておきたい場合などは、変数をたくさん用意しなければならず、大変なことになってしまいます。これを解決できる機構として、配列があります。

配列は、一続きのデータを連結して覚えておくことができる変数です。配列を利用すると、1 つの変数に対して、複数個のデータを格納することができるようになります。

配列は、変数名の後ろに [ ] という大カッコをつけて宣言します。この大カッコの中に、覚えておきたい数を記述すると、それだけの値を覚えておくことのできる変数の領域が一括で取得することができるようになります。この数のことを要素数と呼びます。例では、2 日分の収支表を作成しています。2 日分のデータを覚えるために、int shuushi[2]; という int 型の配列を作成し、その要素数を 2 としています。

配列にデータを格納するときは、変数名[要素番号] = 値; といった具合に、変数名と番号を指定します。番号は 0 から数えはじめますから注意してください。プログラムでは何でもスタートは 0 番からです。

配列からデータを取り出す場合も、変数名[要素番号] という形で指定すれば、その位置に格納されている値を取り出すことができます。例では printf 関数でそれを行っています。

配列と for 文

#include <stdio.h>

int     main( void )
{
  // 例2: for文を使った収支表の一括表示
  int     shuushi[4];

  // 収支表配列に、収支を入れる
  shuushi[0]  = 5000;
  shuushi[1]  = -10000;
  shuushi[2]  = -20000;
  shuushi[3]  = 35000;

  // 収支表配列から、収支を取り出す
  for( int i=0; i<4; i++ )
  {
      printf( "%d日目の収支: %d\n", i+1, shuushi[i] );
  }

  return  0;
}

前回の例では、変数名は 1 つになりましたが、これだけでは変数を 2 個用意するのと、あまり差がありません。配列が最も威力を発揮するのは、一続きのデータを一括で処理するときです。

配列はfor文で処理を行うと、カウンタ変数を通して、一括処理が可能になります。例では 4 日分の収支配列が、for 文によって 1 行で表示されています。

配列の要素番号部分には、変数を利用することができます。これによって、繰り返し構文を利用した一括処理が実現できます。このように配列と繰り返し構文は、とても高い親和性があります。配列を利用するシーンの多くは、繰り返し構文のなかであるとも言えますね。

配列への入力

#include <stdio.h>

int main( void )
{
  // 例 3: 収支表の一括入力
  int shuushi[4];

  // 収支表配列に、収支を入れる
  for( int i=0; i<4; i++ )
  {
      printf( "%d日目の収支: ", i+1 );
      scanf_s( "%d", &shuushi[i] );
  }

  printf( "-----------------------\n" );

  // 収支表配列から、収支を取り出す
  for( int i=0; i<4; i++ )
  {
      printf( "%d日目の収支: %d\n", i+1, shuushi[i] );
  }

  return  0;
}

配列へ決まった値を入れるのではなく、ユーザから入力してもらいたい場合は、scanf_s 関数を利用することになります。配列に対して scanf_s 関数を実行する場合は、&配列名[要素番号] と配列に対して & を記述すれば、配列へデータを入力してもらうことができるようになります。

配列の初期化

配列の初期化

#include <stdio.h>

int main( void )
{
  // 例 4: 配列の初期化
  int shuushi[4] = { 5000, -10000, -20000, 45000 };

  // 収支表配列から、収支を取り出す
  for( int i=0; i<4; i++ )
  {
      printf( "%d日目の収支: %d\n", i+1, shuushi[i] );
  }

  return  0;
}

変数の初期化は、変数の宣言時に同時に行うことができました。配列の場合は初期化をしたい場合は複数の要素を指定しなければならなくなりますが、このような指定はできるのでしょうか？

配列変数の初期化には、{ } を利用します。中カッコのなかに、配列の要素数分までの値を、カンマ区切りで指定すれば、配列の宣言と初期化を一度に行うことができます。例では、4 日分の配列変数を用意し、それに対して 4 日分の初期値を { } を利用して与えています。

要素数を指定しない初期化

// 例 5: 要素数を指定しない、配列の初期化
int shuushi[] = { 5000, -10000, -20000, 45000 };

配列変数は、要素数を指定しないで初期化することができます。この場合、要素数は中カッコで指定された初期値の数と同じになります。一種の省略記法です。

二次元配列

#include <stdio.h>

int main( void )
{
  // 例 6: 二次元配列
  int shuushi[12][31];

  // 二次元配列への代入
  shuushi[0][0]   = 10000;
  shuushi[1][2]   = -5000;
  shuushi[3][28]  = 20000;

  // 二次元配列から値を取り出す
  printf( "1月1日の収支は%d\n", shuushi[0][0] );
  printf( "2月3日の収支は%d\n", shuushi[1][2] );
  printf( "4月29日の収支は%d\n", shuushi[3][28] );

  return  0;
}

配列は一連のデータを覚えておくのに便利ですが、このデータが二次元的に展開されるようなものの場合、それに対して配列を適用することができるのでしょうか？

配列は二次元以上に拡張することができます。例では 1 年分の収支表を作成しています。31 日分の配列を 12 月分確保する必要がありますから、2 つの次元が必要になっています。

二次元配列の利用は、基本的に一次元配列の要素に、2 つ目の要素が追加された形になります。それさえ気をつければ、特に注意すべき点はありません。

なお、配列は二次元どころか、三次元でも四次元でも作成することができます。ただし実用範囲といえるのは三次元までで、四次元ともなると、要素数が爆発的に増加してしまいます。各次元が 100 の要素を持つ四次元配列の場合、100×100×100×100 個で 1 億個の配列要素が必要になりますから、これは実用的とは言えないでしょう。