【C言語】ポインタから配列のサイズを取得することができない理由を解説

ポインタから配列のサイズを取得できない理由を初心者向けに説明します。

ポインタから配列のサイズを取得できない理由

ポインタと配列はC言語において密接な関係を持っていますが、ポインタから直接的に配列のサイズを取得することはできません。

これは、ポインタと配列が異なるデータ型として扱われるためです。

ポインタと配列の関係

ポインタは、メモリ上のアドレスを指し示す変数です。

一方、配列は複数の要素を連続したメモリ領域に格納するデータ構造です。

配列名は、配列の先頭要素へのポインタとして解釈されます。

例えば、以下のような配列があるとします。

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};

この場合、numbersは配列の先頭要素である1へのポインタとして解釈されます。

つまり、numbersは&numbers[0]と同じ意味を持ちます。

ポインタの情報と配列のサイズ

ポインタは、指し示すメモリアドレスの情報しか持っていません。

そのため、ポインタ自体には配列のサイズ情報が含まれていません。

配列のサイズを取得するためには、別途変数や定数でサイズを管理する必要があります。

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);

上記のコードでは、sizeof演算子を使用して配列のバイトサイズを取得し、要素のバイトサイズで割ることで配列の要素数を求めています。

このように、配列のサイズを取得するためには、配列自体を参照する必要があります。

ポインタの制約と注意点

ポインタは、単一のメモリアドレスを指し示すため、配列の先頭要素以外の要素にアクセスするためには、ポインタの値を変更する必要があります。

また、ポインタの操作には注意が必要です。

例えば、ポインタをオーバーフローさせると、未定義の動作が発生する可能性があります。

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *ptr = numbers;  // ポインタに配列の先頭要素のアドレスを代入
// ポインタを進める
ptr++;  // ptrはnumbers[1]を指し示す
// ポインタを逆に進める
ptr--;  // ptrは再びnumbers[0]を指し示す
// ポインタをオーバーフローさせる
ptr += 10;  // 未定義の動作が発生する可能性がある

以上のように、ポインタは配列の要素へのアクセスを容易にするための便利な機能ですが、配列のサイズを取得するためには別途変数や定数を使用する必要があります。

ポインタと配列の関係を理解し、適切に扱うことが重要です。