情報基礎演習II －第１１回

１．データ型の定義

char や int など、最初から用意されているもの以外に、自分でデータ型を定義することもできます。

typedef unsigned short word;

上の定義によって、 word という新しいデータ型が使えるようになります。これは unsigned short と同じです。この定義の後から、次のような変数宣言ができるようになります。

word w;

配列のように複数の要素を持ったデータ型を定義することもできます。

typedef float vector[3];

上の例の場合、 vector は float 型の３個の要素を持つ配列のデータ型になります。従ってこの定義の後、次のように変数宣言を行うと、 normal は３つの要素を持った配列変数として宣言されます。

vector normal;

定義した型をもとに、さらに新しい型を作ることもできます。

typedef vector matrix[3];

上によって定義された matrix は３×３の要素を持つ２次元配列変数を宣言します。

■課題４９■

２．構造体

プログラムを書いていると、複数のデータをひとつにまとめて取り扱いたいと思う場面が少なからずあります。健康診断のデータを例にとって考えてみましょう。

身長
体重
胸囲

これが一人分のデータだとすれば、配列を使って次のように表すことができます。

float data[3];

この例では、配列変数 data[0] に身長、 data[1] に体重、 data[2] に胸囲を格納すると決めておけば、 data という配列変数ひとつで、一人分のデータを保存することができます。

次に、このデータに被験者の氏名も含めようと考えたとします。身長や体重、胸囲は数値でしたから、これらはいずれも float 型のデータとして統一できましたが、氏名は文字列で表す必要があります。これは float 型の配列である data に含めることはできません。

そう言う場合に、構造体というデータ型を用います。

struct kenshin {
    char name[20];
    float height;
    float weight;
    float bust;
} data;

変数の宣言（上の例では data）は省略できます。この場合、構造体の定義のみを行います。

構造体の各要素を指定するには、構造体変数名の後に .（ピリオド）に続けて要素名を書きます。上の例で宣言された構造体変数 data の各要素は、次のように指定します。

/* i-dic による鈴木杏樹のデータ */
strcpy(data.name, "Anju Suzuki");
data.height = 161.0;
data.weight = 43.0;
data.bust = 81.0;

構造体を一度定義すれば、同じ構造をもつ構造体変数は構造体名（上の例では kenshin）のみを指定して宣言できます。

struct kenshin anotherData;

同じ構造体変数を別のところで宣言する必要がなければ、構造体名も省略することができます。

struct {
    float x, y;
} point;

また typedef を使用して、新しいデータ型を定義する方法もよく用いられます。

typedef struct {
    char name[20];
    float height;
    float weight;
    float bust;
} Kenshin;

構造体の変数の初期化の方法は、配列の初期化に準じます。

struct kenshin miho = {
    /* i-dic による菅野美穂のデータ */
    "Miho Kan'no",
    160.0,
    40.0,
    81.0
};

■課題５０■

３．共用体

共用体は構造体に非常によく似ていますが、各要素が同一のメモリを共用する点が異なります。

union kenshin {
    char name[20];
    float height;
    float weight;
    float bust;
} data;

従って、共用体のひとつの要素に代入を行うと、他の要素の内容は破壊されてしまいます。このため、共用体では一度にひとつの要素だけが使用できます。

■課題５１■

４．ビットフィールド

構造体や共用体の要素には、任意の精度（ビット数）をもつ整数を含めることができます。精度は要素名の後に :（コロン）を置いて指定します。

struct bitfield {
    signed x:12;
    unsigned y:4;
};

但し、精度は要素の型の精度を越えることはできません。

struct bitfield {
    char x:12;         /* ←エラー */
    unsigned char y:4;
};

■課題５２■

５．構造体／共用体のポインタ

構造体や共用体の変数へのポインタは、通常の変数同様 & 演算子によって得られます。またポインタ変数も通常の変数と同様 * 演算子を付けて宣言します。

struct kenshin {
    char name[20];
    float height;
    float weight;
    float bust;
};

void sub(struct kenshin *p)
{
    /* i-dic による永作博美のデータ */
    strcpy((*p).name, "Hiromi Nagasaku");
    (*p).height = 156.0;
    (*p).weight = 42.0;
    (*p).bust = 82.0;
}

int main(void)
{
    struct kenshin nagasaku;

    sub(&nagasaku);
}

構造体のポインタ変数の要素の指定は、 .（ピリオド）の優先順位が * よりも高いため、上のように括弧を使う必要があります。

(*p).height = 156.0;

この記法は繁雑なので、代わりに -> という演算子が用意されています。

p->height = 156.0;

従って、上の例の関数 sub は、下のように書くことができます。

void sub(struct kenshin *p)
{
    /* i-dic による永作博美のデータ */
    strcpy(p->name, "Hiromi Nagasaku");
    p->height = 156.0;
    p->weight = 42.0;
    p->bust = 82.0;
}

情報基礎演習II － 第１１回