第 6 回構造体

本日の内容

6-1. 構造体
6-2. 演習

このドキュメントは http://edu.net.c.dendai.ac.jp/ 上で公開されています。

6-1. 構造体

構造体の基礎

座標のように、複数の値を一つのものとして扱いたい場合があります。 C 言語では構造体という仕組みで扱うことができます。まず、構造体の型を決め、その型の変数を宣言します。例えば座標の構造体の型は次のように宣言されます(最後のセミコロン(;)は必須です)。これは変数宣言ではなく、型の宣言です。


struct point {
  double x; 
  double y;
};

このようにすると point という構造体の型が作られます。 point は構造体の型であって、変数ではありません。 point 型の変数 p と q を宣言するには次のようにします。


struct point p,q;

宣言した変数は次のように使います。

各項目をアクセスする。


p.x=1.0;
printf("%f\n",p.y);

変数から変数へ代入する。


q=p;
printf("%f\n",q.x);

配列変数のように、宣言時には一括して初期化できる(プログラム実行中はできない)


struct point p={1.0,2.0};

なお、二つの構造体の変数が一致しているかどうかは == で調べられませんので、一つ一つ要素を比べるしかありません。

typedef

構造体 A を作っても、変数宣言は struct A x; とするしかありません。 (C++ ではちゃんと A x; と書けますが……) そのため struct を書かなくするために typedef という宣言があります。


typedef struct point {
  double x; 
  double y;
} POINT;

と宣言すると、この宣言以降、 struct point の代わりに POINT と書けば済むようになります。変数宣言は次のようになります。


POINT x,y;
POINT z={1.0,2.0};

これは関数の定義でも使えます。

構造体のポインタ

構造体のポインタの宣言は通常のポインタと同様です。


POINT *p;
POINT q={1.0,2.0};

q の番地を p に入れるのも同様です。


p=&q;

p の指す構造体の要素をアクセスする場合、 (*p).x とも書けますが、これを p->x と書くこともできます。

構造体の配列

構造体の配列の取り扱いは、通常の配列の取り扱いと同様です。


POINT p[5];
int i;
for(i=0; i<5 ; i++){
  p[i].x=0.0;
  p[i].y=1.0;
}

関数とのやりとり

構造体は普通の変数と同様に関数と値をやりとりできます。つまり、特にポインタなどを使用しなくてもよいということです。


#include <stdio.h>
typedef struct p {
    int x;
    int y;
} POINT;
POINT sub(POINT p){
  p.x--;
  p.y++;
  return p;
}
main(){
  POINT p={1,2},q;
  q=sub(p);
  printf("%d\n%d\n",q.x,q.y);
}

6-2. 演習

構造体 POINT を次のように定義します。


typedef struct point {
  double x;
  double y;
} POINT;

演習6-1

POINT 型の引数をもらい、原点からの距離を double 型で返す関数 distance を作りなさい。そして、以下の main 関数によりその関数をテストしなさい。


#include <stdio.h>
typedef struct point {
  double x;
  double y;
} POINT;
double distance(POINT p);
main(){
  POINT p={3.0,4.0};
  printf("点 %f, %f と原点の距離は %f です。\n",p.x,p.y,distance(p));
}

ここで、 double distance(POINT p); はこのファイルで distance という関数を使用することを宣言する文です。このように関数の使用を宣言する文をプロトタイプと言います。 distance 関数が同じプロジェクトの別ファイルである場合は、このように関数を使用するファイル内でプロトタイプの宣言が必要になります。

演習6-2

POINT 型のポインタを引数とし、その引数の x 座標、y 座標とも 1/2 にする関数 void half(POINT *p)を作りなさい。そして、以下の main 関数によりその関数をテストしなさい。


#include <stdio.h>
typedef struct point {
  double x;
  double y;
} POINT;
void half(POINT *p);
main(){
  POINT p={6.0,8.0};
  printf("最初の点は %f, %f です。",p.x,p.y);
  half(&p);
  printf("半分の位置は %f, %f です。",p.x,p.y);
}

坂本直志 <[email protected]>
東京電機大学工学部情報通信工学科

第 6 回 構造体