日: 2023年8月11日

[C言語] Cパズルブック 6.2.1-2 ポインタの配列 ポインタのポインタ

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問6.2.1-2のコードと出力は以下の通りです。フォーマット指定子は10進数dから16進数xに変更しています。

ポインタのポインタを使うことでデータのアドレスを動的に変更でき、変数を効率的に共有できるようになります。

#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};
int *p[] = {a, a+1, a+2, a+3, a+4};
int **pp = p;

int main() {
    PRINT2(x, a, *a);
    PRINT3(x, p, *p, **p);
    PRINT3(x, pp, *pp, **pp);

    printf("&pp: %x\n", &pp); //「ポインタのポインタ」アドレス

    return 0;
}
value = 4c04000	value = 0	
value = 4c04018	value = 4c04000	value = 0	
value = 4c04018	value = 4c04000	value = 0	
&pp: 4c04040

配列aのアドレス: 4c04000、格納データ: ｛0,1,2,3,4｝
「ポインタ」アドレス: 4c04018、格納データ: 4c04000
「ポインタのポインタ」アドレス: 4c04040、格納データ: 4c04018

「ポインタ」アドレスの格納データ4c04000を動的に変更して変数を効率的に共有する。

[C言語] Cパズルブック 6.1.5-7 単純なポインタと配列 デクリメント

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問6.1.5-7のコードと出力は以下の通りです。

いずれも配列の最後の要素から左に向かって読み込んでいくという内容です。

&a[4] と a + 4が同義であるというのが、私にとって新たな知見でした。まあ基本的に添字を使用しますが、AVRマイコンなどメモリ容量が極端に少ない環境では、添字 iの分だけメモリ消費を減らせるので役立ちそうです。

#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    // 問6.1.5 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく
    for (p = a + 4; p >= a; p--){
        printf("*p = %d a[0] = %d\n", *p, a[0]);
        PR(d, *p);
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.6 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく(添字を使用)
    for (p = a + 4, i = 0; i <= 4; i++){
        printf("*p = %d i = %d\n", *p, i);
        PR(d, p[-i]);
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.7 配列のポインタを最後の要素4に置き、左に読んでいく(配列aを使用)
    for (p = a + 4; p >= a; p--){
        printf("*p = %d a[0] = %d\n", *p, a[0]);
        PR(d, a[p - a]);
        NL;
    }

    return 0;
}
*p = 4 a[0] = 0
value = 4	
*p = 3 a[0] = 0
value = 3	
*p = 2 a[0] = 0
value = 2	
*p = 1 a[0] = 0
value = 1	
*p = 0 a[0] = 0
value = 0	

*p = 4 i = 0
value = 4	
*p = 4 i = 1
value = 3	
*p = 4 i = 2
value = 2	
*p = 4 i = 3
value = 1	
*p = 4 i = 4
value = 0	

*p = 4 a[0] = 0
value = 4	
*p = 3 a[0] = 0
value = 3	
*p = 2 a[0] = 0
value = 2	
*p = 1 a[0] = 0
value = 1	
*p = 0 a[0] = 0
value = 0

[C言語] Cパズルブック 6.1.2-4 単純なポインタと配列

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

問6.1.2-4のコードおよび出力は以下の通りです。

6.1.4のp++は整数1をインクリメントするのではなく、メモリ番地が1番地増えるという意味になります。

6.1.4でメモリ番地が1増えているのにメモリアドレスは4増えているというところが引っかかったので、LLDBデバッガでメモリ格納状態を確認しました。

intのサイズが4バイトのため、メモリアドレスが4増えているということでした。次行のPRマクロでさらに4増えて、結局1つ飛ばしで配列を読み込むことになります。

パズルのために考えられたような問題ですから実務にはあまり役立ちそうにありません。これ以上深追いしないのが吉でしょう。

#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    // 問6.1.2 メモリアドレスへアクセス
    for (p = &a[0]; p <= &a[4]; p++){
        PR(d, *p);
    }
    NL;

    // 問6.1.3 ポインタを配列先頭にする
    for (p = &a[0], i = 1; i <= 5; i++){
        PR(d, p[i]);
    }
    NL;
    NL;

    // 問6.1.4 偶数を出力
    for (p = a, i = 0; p+i <= a+4; p++, i++){
        printf("p = %x i = %d a = %x\n", p, i, a);
        PR(d, *(p+i));
        NL;
    }
    NL;

    // 問6.1.4a 全てを出力
    printf("6.1.4a\n");
    for (p = a, i = 0; p+i <= a+4; i++){
        printf("p = %x i = %d a = %x\n", p, i, a);
        PR(d, *(p+i));
        NL;
    }

    printf("Size of p: %zu bytes\n", sizeof(p));
    printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(int));

    return 0;
}
value = 0	value = 1	value = 2	value = 3	value = 4	
value = 1	value = 2	value = 3	value = 4	value = 0	

p = 482c000 i = 0 a = 482c000
value = 0	
p = 482c004 i = 1 a = 482c000
value = 2	
p = 482c008 i = 2 a = 482c000
value = 4	

6.1.4a
p = 482c000 i = 0 a = 482c000
value = 0	
p = 482c000 i = 1 a = 482c000
value = 1	
p = 482c000 i = 2 a = 482c000
value = 2	
p = 482c000 i = 3 a = 482c000
value = 3	
p = 482c000 i = 4 a = 482c000
value = 4	
Size of p: 8 bytes
Size of int: 4 bytes

[C言語] Cパズルブック 6.1.1 単純なポインタと配列 defs.h

『Cパズルブック』(Alan R.Feuer, 1985)
[Mac M2 Pro 12CPU, macOS Ventura 13.3.1, clang 14.0.3]

第2章から第5章は後回しにしてポインタを扱う第6章に着手します。

まずはマクロをまとめたdefs.hを作成して(教本P37に掲載)、問6.1.1のコードを走らせました。defs.hは現在のclangで使えるよう修正しています。

配列の中身を順次出力するという内容です。

#include <stdio.h>

#define PR(format, value) printf("value = %"#format"\t",value)
// #define PR(format, value) printf("value = %format\t"),(value)) // 1985年の書き方

#define NL putchar('\n') // 改行

#define PRINT1(f, x1) PR(f, x1), NL
#define PRINT2(f, x1, x2) PR(f, x1), PRINT1(f, x2)
#define PRINT3(f, x1, x2, x3) PR(f, x1), PRINT2(f, x2, x3)
#define PRINT4(f, x1, x2, x3, x4) PR(f, x1) PRINT3(f, x2, x3, x4)

// CパズルブックのP37に掲載
#include "defs.h"

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4};

int main() {
    int i, *p;

    for (i = 0; i <= 4; i++){
        PR(d, a[i]);
    }
    NL;

    return 0;
}
value = 0	value = 1	value = 2	value = 3	value = 4