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[C言語] ファイルの数値を配列に格納する方法

2025-04-15更新日: 2025-04-15

C言語でファイルから数値を読み取り、配列に格納する方法は、ファイル操作とメモリ管理の基本を理解するのに役立ちます。

まず、fopen関数を使用してファイルを開きます。

次に、fscanfやfgetsを用いてファイルからデータを読み取ります。

読み取った数値を配列に格納する際には、配列のサイズを適切に管理することが重要です。

最後に、fclose関数でファイルを閉じることを忘れないでください。

このプロセスにより、ファイルから効率的に数値を配列に格納できます。

目次から探す

ファイルから数値を読み込む方法
数値を配列に格納する
メモリ管理の注意点
応用例
まとめ

ファイルから数値を読み込む方法

ファイルから数値を読み込むことは、データ処理を行う上で非常に重要です。

C言語では、さまざまな方法でファイルから数値を読み込むことができます。

ここでは、fscanf関数、fgetsとsscanfの組み合わせ、そしてファイルの終端を確認する方法について解説します。

fscanf関数の使い方

fscanf関数は、ファイルからフォーマットに従ってデータを読み込むための関数です。

以下に基本的な使い方を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int number;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルから数値を読み込む
    while (fscanf(file, "%d", &number) != EOF) {
        printf("読み込んだ数値: %d\n", number);
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

読み込んだ数値: 10
読み込んだ数値: 20
読み込んだ数値: 30

この例では、numbers.txtというファイルから整数を読み込み、コンソールに出力しています。

fscanfは、指定したフォーマットに従ってデータを読み込むため、非常に便利です。

fgetsとsscanfの組み合わせ

fgetsとsscanfを組み合わせることで、より柔軟にファイルからデータを読み込むことができます。

fgetsは1行ずつ文字列として読み込み、sscanfでその文字列を解析します。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    char line[100];
    int number;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルから1行ずつ読み込む
    while (fgets(line, sizeof(line), file)) {
        // 読み込んだ行を解析して数値を取得
        if (sscanf(line, "%d", &number) == 1) {
            printf("読み込んだ数値: %d\n", number);
        }
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

読み込んだ数値: 10
読み込んだ数値: 20
読み込んだ数値: 30

この方法では、fgetsで1行ずつ読み込むため、行ごとに異なるフォーマットのデータを処理することが可能です。

ファイルの終端を確認する方法

ファイルの終端を確認することは、ファイルからデータを読み込む際に重要です。

feof関数を使用することで、ファイルの終端に達したかどうかを確認できます。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int number;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルの終端まで数値を読み込む
    while (!feof(file)) {
        if (fscanf(file, "%d", &number) == 1) {
            printf("読み込んだ数値: %d\n", number);
        }
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

読み込んだ数値: 10
読み込んだ数値: 20
読み込んだ数値: 30

feof関数は、ファイルの終端に達したかどうかを確認するために使用されます。

ただし、fscanfやfgetsの戻り値を確認することでも、ファイルの終端を検出できます。

数値を配列に格納する

ファイルから読み込んだ数値を配列に格納することは、データを効率的に管理し、後で処理するために重要です。

ここでは、配列の宣言と初期化、動的メモリ確保の必要性、そして配列へのデータ格納方法について解説します。

配列の宣言と初期化

配列は、同じ型のデータを連続して格納するためのデータ構造です。

C言語では、配列を宣言する際にそのサイズを指定する必要があります。

#include <stdio.h>
int main() {
    // 配列の宣言と初期化
    int numbers[5] = {0}; // 5つの要素を持つ整数型配列を0で初期化
    // 配列に値を代入
    numbers[0] = 10;
    numbers[1] = 20;
    numbers[2] = 30;
    numbers[3] = 40;
    numbers[4] = 50;
    // 配列の内容を出力
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]);
    }
    return 0;
}

numbers[0] = 10
numbers[1] = 20
numbers[2] = 30
numbers[3] = 40
numbers[4] = 50

この例では、5つの整数を格納する配列を宣言し、初期化しています。

配列のサイズは固定されているため、事前に必要なサイズを見積もる必要があります。

動的メモリ確保の必要性

配列のサイズが事前にわからない場合や、サイズが大きく変動する場合には、動的メモリ確保を使用します。

malloc関数を使って、必要なメモリを動的に確保します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *numbers;
    int size = 5; // 必要な配列のサイズ
    int i;
    // 動的メモリ確保
    numbers = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    // 配列に値を代入
    for (i = 0; i < size; i++) {
        numbers[i] = (i + 1) * 10;
    }
    // 配列の内容を出力
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]);
    }
    // メモリの解放
    free(numbers);
    return 0;
}

numbers[0] = 10
numbers[1] = 20
numbers[2] = 30
numbers[3] = 40
numbers[4] = 50

この例では、mallocを使って動的にメモリを確保し、配列として使用しています。

使用後はfree関数でメモリを解放することが重要です。

配列へのデータ格納方法

ファイルから読み込んだデータを配列に格納する方法を示します。

ここでは、fscanfを使ってファイルからデータを読み込み、配列に格納します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    FILE *file;
    int *numbers;
    int size = 5; // 配列のサイズ
    int i = 0;
    // 動的メモリ確保
    numbers = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        free(numbers);
        return 1;
    }
    // ファイルから数値を読み込み、配列に格納
    while (fscanf(file, "%d", &numbers[i]) != EOF && i < size) {
        i++;
    }
    // 配列の内容を出力
    for (int j = 0; j < i; j++) {
        printf("numbers[%d] = %d\n", j, numbers[j]);
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    // メモリの解放
    free(numbers);
    return 0;
}

numbers[0] = 10
numbers[1] = 20
numbers[2] = 30

この例では、ファイルから読み込んだ数値を動的に確保した配列に格納しています。

配列のサイズを超えないように注意しながらデータを格納することが重要です。

メモリ管理の注意点

C言語でプログラミングを行う際、メモリ管理は非常に重要です。

特に動的メモリを使用する場合、適切な管理を行わないとメモリリークや不正なメモリアクセスが発生する可能性があります。

ここでは、メモリリークを防ぐ方法、動的配列のサイズ変更、メモリ解放のタイミングについて解説します。

メモリリークを防ぐ

メモリリークは、動的に確保したメモリを解放せずにプログラムを終了することで発生します。

これを防ぐためには、使用が終わったメモリを必ず解放することが重要です。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *numbers;
    int size = 5;
    // 動的メモリ確保
    numbers = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    // メモリの使用(例として配列に値を代入)
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        numbers[i] = i * 10;
    }
    // メモリの解放
    free(numbers);
    numbers = NULL; // ダングリングポインタを防ぐためにNULLを代入
    return 0;
}

この例では、mallocで確保したメモリをfreeで解放し、その後ポインタにNULLを代入することで、ダングリングポインタを防いでいます。

動的配列のサイズ変更

動的配列のサイズを変更する場合、realloc関数を使用します。

reallocは、既存のメモリブロックを拡張または縮小するために使用されます。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *numbers;
    int size = 5;
    int newSize = 10;
    // 動的メモリ確保
    numbers = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    // 配列のサイズ変更
    numbers = (int *)realloc(numbers, newSize * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの再確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    // 新しいサイズに合わせて配列を使用
    for (int i = 0; i < newSize; i++) {
        numbers[i] = i * 10;
    }
    // 配列の内容を出力
    for (int i = 0; i < newSize; i++) {
        printf("numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]);
    }
    // メモリの解放
    free(numbers);
    return 0;
}

この例では、reallocを使用して配列のサイズを変更しています。

reallocは、元のメモリブロックを拡張できない場合、新しいメモリブロックを確保し、元のデータをコピーします。

メモリ解放のタイミング

メモリ解放のタイミングは、メモリを使用し終わった直後が理想的です。

これにより、メモリリークを防ぎ、システムリソースを効率的に使用できます。

使用が終わった直後に解放: メモリを使い終わったらすぐにfreeを呼び出す。
プログラム終了時に解放: プログラムの終了時に、すべての動的メモリを解放する。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void processNumbers() {
    int *numbers = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return;
    }
    // メモリの使用
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        numbers[i] = i * 10;
    }
    // メモリの解放
    free(numbers);
}
int main() {
    processNumbers();
    // 他の処理
    return 0;
}

この例では、processNumbers関数内でメモリを確保し、使用後すぐに解放しています。

これにより、メモリリークを防ぎ、プログラムの安定性を向上させます。

応用例

ファイルから読み込んだ数値をさまざまな方法で処理することで、より高度なデータ管理や操作が可能になります。

ここでは、2次元配列への格納、構造体を用いたデータ管理、ファイルからのデータソート、データのフィルタリング、ファイルへのデータ書き込みについて解説します。

2次元配列への格納

2次元配列は、行列形式でデータを格納するのに便利です。

以下の例では、ファイルから読み込んだデータを2次元配列に格納します。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int matrix[3][3];
    int i, j;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("matrix.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルからデータを読み込み、2次元配列に格納
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            fscanf(file, "%d", &matrix[i][j]);
        }
    }
    // 配列の内容を出力
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9

この例では、matrix.txtからデータを読み込み、3×3の2次元配列に格納しています。

構造体を用いたデータ管理

構造体を使用することで、関連するデータを一つの単位として管理できます。

以下の例では、構造体を用いてデータを管理します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
    int id;
    char name[50];
    float score;
} Student;
int main() {
    FILE *file;
    Student students[3];
    int i;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("students.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルからデータを読み込み、構造体に格納
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        fscanf(file, "%d %s %f", &students[i].id, students[i].name, &students[i].score);
    }
    // 構造体の内容を出力
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        printf("ID: %d, Name: %s, Score: %.2f\n", students[i].id, students[i].name, students[i].score);
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

ID: 1, Name: Alice, Score: 85.50
ID: 2, Name: Bob, Score: 90.00
ID: 3, Name: Charlie, Score: 78.25

この例では、students.txtからデータを読み込み、Student構造体の配列に格納しています。

ファイルからのデータソート

ファイルから読み込んだデータをソートすることで、データの整理や検索が容易になります。

以下の例では、数値データをソートします。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int *)a - *(int *)b);
}
int main() {
    FILE *file;
    int numbers[5];
    int i;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルからデータを読み込み
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        fscanf(file, "%d", &numbers[i]);
    }
    // データをソート
    qsort(numbers, 5, sizeof(int), compare);
    // ソートされたデータを出力
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

1 2 3 4 5

この例では、numbers.txtから読み込んだ数値をqsort関数を使ってソートしています。

データのフィルタリング

データのフィルタリングは、特定の条件に合致するデータのみを抽出するために使用されます。

以下の例では、特定の条件に基づいてデータをフィルタリングします。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    FILE *file;
    int numbers[5];
    int i;
    // ファイルを読み取りモードで開く
    file = fopen("numbers.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // ファイルからデータを読み込み
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        fscanf(file, "%d", &numbers[i]);
    }
    // データをフィルタリング(例：偶数のみ出力)
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        if (numbers[i] % 2 == 0) {
            printf("%d ", numbers[i]);
        }
    }
    printf("\n");
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

2 4

この例では、numbers.txtから読み込んだ数値のうち、偶数のみを出力しています。

ファイルへのデータ書き込み

ファイルへのデータ書き込みは、処理結果を保存するために使用されます。

以下の例では、データをファイルに書き込みます。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int i;
    // ファイルを書き込みモードで開く
    file = fopen("output.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開けませんでした。\n");
        return 1;
    }
    // データをファイルに書き込み
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        fprintf(file, "%d\n", numbers[i]);
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    return 0;
}

output.txt ファイルの内容:
1
2
3
4
5

この例では、配列のデータをoutput.txtに書き込んでいます。

fprintf関数を使用することで、フォーマットに従ってデータをファイルに書き込むことができます。

まとめ

ファイルから数値を読み込み、配列に格納する方法は、C言語でのデータ処理において基本的かつ重要な技術です。

この記事では、ファイルからのデータ読み込み、配列への格納、メモリ管理、応用例について詳しく解説しました。

これらの知識を活用して、より効率的で柔軟なプログラムを作成してみてください。