C言語の始め方【第5回構造体】※現役エンジニアによる解説

はじめに
構造体とは？
C言語での構造体の扱い方
その他に覚えておきたいこと
まとめ

はじめに

構造体は、「変数」の一種です。変数についての理解が不十分だと感じている場合は、まずは変数について学びましょう。

本サイトでは、以下の記事で変数について説明しています。よろしければご覧ください。

C言語の変数について重要な点に絞って説明しています。・変数とは、値(データ)を記憶する機能。・変数に記憶したい値(数値や文字など)によって、型を変える必要がある。・変数は名前で区別する。適切な名前(用途など)を付けておくと良い。・変数にはローカル・グローバルという区別がある。static修飾子で動きが変わる。

構造体とは？

構造体（こうぞうたい、英: structure）はプログラミング言語におけるデータ型の一つで、1つもしくは複数の値をまとめて格納できる型。それぞれのメンバー（フィールド）に名前が付いている点、またメンバーの型が異なっていてもよい点が配列と異なる。
引用元：Wikipedia

理解しておきたいポイントは以下の2点です。

複数のメンバーに名前をつけて1つにまとめる。
メンバーの型は異なっていても良い。

例えば、「名前・身長・体重」をまとめて管理したいといった場合に利用します。
やみくもにまとめるのではなく、関連するデータのみをまとめると良い構造体になります。

C言語での構造体の扱い方

構造体は変数の一種なので、使う場合には宣言が必要です。

ただし、構造体の場合は、構造体がどのようなメンバーで構成されているのかをあらかじめ定義しておく必要があります。構造体の定義には、「struct」という構文を使用します。

また、構造体が持っているメンバーへのアクセスには「.」を使用します。
※「変数名.メンバー名」となります。

/* 構造体の定義 */
struct person {
    char name&#91;16];       /* 名前 */
    int  height;         /* 身長 */
    int  weight;         /* 体重 */
};

int main(void) {
    struct person p;     /* 構造体変数の宣言(struct personまでが型、pが変数名) */

    p.height = 170;      /* 構造体のメンバーへの代入 */
    p.weight =  64;
    strcpy(p.name, "Taro");

    printf("Name  : %s\n", p.name);
    printf("Height: %d\n", p.height);
    printf("Weight: %d\n", p.weight);

    return 0;
}

/* 構造体の定義 */

struct person {

char name[16]; /* 名前 */

int height; /* 身長 */

int weight; /* 体重 */

};

int main(void) {

struct person p; /* 構造体変数の宣言(struct personまでが型、pが変数名) */

p.height = 170; /* 構造体のメンバーへの代入 */

p.weight = 64;

strcpy(p.name, "Taro");

printf("Name : %s\n", p.name);

printf("Height: %d\n", p.height);

printf("Weight: %d\n", p.weight);

return 0;

}

その他に覚えておきたいこと

構造体の初期化方法

構造体は、変数の一種のため、宣言時に初期化することもできます。
定義したメンバー順に初期値を記述する形となります。

struct person p = {"Taro", 170, 64};

1	struct person p = {"Taro", 170, 64};

独自の型名の定義方法

構造体は、変数宣言時に「struct 〇〇」とする必要があり、少し煩雑でした。
「struct」を省略して、intなどの型と同じようにする便利な方法があります。

よく使うので是非慣れておきたいですね。

/* 構造体の定義 */
typedef struct person {
    char name&#91;16];       /* 名前 */
    int  height;         /* 身長 */
    int  weight;         /* 体重 */
} PERSON;

int main(void) {
    PERSON p;            /* structを省略でき、intなどの型のように使える */

    p.height = 170;      /* 構造体のメンバーへの代入 */
    p.weight =  64;
    strcpy(p.name, "Taro");

    printf("Name  : %s\n", p.name);
    printf("Height: %d\n", p.height);
    printf("Weight: %d\n", p.weight);

    return 0;
}

/* 構造体の定義 */

typedef struct person {

char name[16]; /* 名前 */

int height; /* 身長 */

int weight; /* 体重 */

} PERSON;

int main(void) {

PERSON p; /* structを省略でき、intなどの型のように使える */

p.height = 170; /* 構造体のメンバーへの代入 */

p.weight = 64;

strcpy(p.name, "Taro");

printf("Name : %s\n", p.name);

printf("Height: %d\n", p.height);

printf("Weight: %d\n", p.weight);

return 0;

}

ポインタを使った構造体へのアクセス方法

※後で説明する「ポインタ」に関連するので、最初は読み飛ばしてもらって、また後で読むというのでも構いません。

構造体が持っているメンバーへのアクセスには「.」を使用すると説明しましたが、「.」を使えないケースがあります。それは、ポインタを使って構造体へアクセスするケースです。

ポインタを使って構造体へアクセスする場合は、「->」を使う必要があります。

通常のアクセスか、ポインタを使ったアクセスかどうかを見極めて、「.」と「->」を使い分けます。混乱しやすい部分なので、しっかり理解しておきましょう。具体的には、以下の部分に注目すると区別できます。

*なし：「.」
*あり：「->」

/* 構造体の定義 */
typedef struct person {
    char name&#91;16];       /* 名前 */
    int  height;         /* 身長 */
    int  weight;         /* 体重 */
} PERSON;

void PERSON_print(PERSON *p) {
    printf("Name  : %s\n", p-&gt;name);   /* ポインタを使ったアクセスのため「-&gt;」を使用 */
    printf("Height: %d\n", p-&gt;height);
    printf("Weight: %d\n", p-&gt;weight);
}

int main(void) {
    PERSON p = {"Taro", 170, 64};

    PERSON_print(&amp;p);

    return 0;
}

/* 構造体の定義 */

typedef struct person {

char name[16]; /* 名前 */

int height; /* 身長 */

int weight; /* 体重 */

} PERSON;

void PERSON_print(PERSON *p) {

printf("Name : %s\n", p->name); /* ポインタを使ったアクセスのため「->」を使用 */

printf("Height: %d\n", p->height);

printf("Weight: %d\n", p->weight);

}

int main(void) {

PERSON p = {"Taro", 170, 64};

PERSON_print(&p);

return 0;

}

構造体も配列にできる

構造体は独自の型を定義するものなので、intなどの標準の型と同様に配列として使うことができます。

int main(void) {
    PERSON p&#91;2] = {{"Taro", 170, 64},
                   {"Jiro", 171, 65}};

    for (int i = 0; i &lt; 2; i++) {
        PERSON_print(&amp;p&#91;i]);
    }

    return 0;
}

int main(void) {

PERSON p[2] = {{"Taro", 170, 64},

{"Jiro", 171, 65}};

for (int i = 0; i < 2; i++) {

PERSON_print(&p[i]);

}

return 0;

}

まとめ

構造体は、複数のメンバーに名前をつけて1つにまとめる場合に使用する。
関連するデータのみをまとめると良い構造体になる。
通常のアクセスとポインタを使ったアクセスでメンバーへのアクセス方法が変わる。
構造体は、配列としても使用可能。

C言語の始め方【第6回関数】※現役エンジニアによる解説

C言語の関数について重要な点に絞って説明しています。・意味や内容がまとまっている作業をひとつの手続きとしたもの。・値を与えることができ、値を返すことができる(引数と戻り値)。・ポインタを使って出力引数にすると、戻り値以外でも処理結果を受け取れる。・関数ポインタを使うと、呼び出す関数を動的に変更することができる。

対象	C言語初心者
記事概要	C言語の構造体について記載しています。
筆者	C言語歴20年以上。大手電機メーカーでの製品開発およびマネジメント経験がある現役エンジニアです。プロジェクトマネージャ、システムアーキテクトなどの資格を保有しています。