[C言語] scanfで入力した値を配列に格納する方法

Q: scanfで配列のサイズを超える入力を防ぐには？

scanfで配列のサイズを超える入力を防ぐためには、フォーマット指定子で入力サイズを制限することが重要です。 例えば、文字列を入力する際には、%sの前に最大入力サイズを指定します。 例：scanf("%9s", buffer);とすることで、最大9文字までの入力を許可し、バッファオーバーフローを防ぎます。

Q: scanfで入力した値が正しいかどうかを確認する方法は？

scanfで入力した値が正しいかどうかを確認するには、scanfの戻り値をチェックします。 scanfは、成功した入力の数を返すため、期待する数と異なる場合はエラーと判断できます。 例えば、整数を入力する場合、if (scanf("%d", &number) != 1)のようにチェックすることで、入力が整数でない場合にエラーを検出できます。

Q: scanfを使わずに配列に値を入力する方法はある？

scanfを使わずに配列に値を入力する方法として、fgetsを使用することができます。 fgetsは、指定したサイズまでの文字列を入力し、バッファオーバーフローを防ぐことができます。 例：fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);とすることで、標準入力から文字列を安全に読み取ることができます。

C言語でユーザーからの入力を配列に格納するには、scanf関数を使用します。

まず、配列を宣言し、scanfを用いてユーザーからの入力を受け取ります。

例えば、整数の配列に値を格納する場合、scanf("%d", &array[i])のように、配列の各要素に対して入力を受け付けます。

この方法を用いることで、ユーザーからの複数の入力を効率的に配列に格納することが可能です。

この記事でわかること

scanfを用いた配列への整数、浮動小数点数、文字列の入力方法
入力エラーの検出とバッファオーバーフローの防止策
2次元配列や動的配列への入力方法
ファイルからの入力を配列に格納する方法
入力値のソート、検索、統計処理の実践方法

目次から探す

scanfを用いた配列への入力

C言語でユーザーからの入力を受け取る際に、scanf関数は非常に便利です。

特に、配列に対して入力を行う場合、scanfを適切に使用することで効率的にデータを格納できます。

ここでは、整数、浮動小数点数、文字列の入力方法と、複数の値を一度に入力する方法について解説します。

配列に整数を入力する方法

整数を配列に入力するには、scanfをループ内で使用します。

以下にサンプルコードを示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int numbers[5]; // 整数を格納する配列
    printf("5つの整数を入力してください:\n");
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d番目の整数: ", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]); // 配列の各要素に整数を入力
    }
    
    printf("入力された整数は次の通りです:\n");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

5つの整数を入力してください:
1番目の整数: 10
2番目の整数: 20
3番目の整数: 30
4番目の整数: 40
5番目の整数: 50
入力された整数は次の通りです:
10 20 30 40 50

このプログラムでは、5つの整数をユーザーから入力し、それを配列に格納しています。

scanfを使って、各配列要素に入力された値を代入しています。

配列に浮動小数点数を入力する方法

浮動小数点数を配列に入力する場合も、整数と同様にscanfを使用します。

以下に例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    float numbers[5]; // 浮動小数点数を格納する配列
    printf("5つの浮動小数点数を入力してください:\n");
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d番目の数: ", i + 1);
        scanf("%f", &numbers[i]); // 配列の各要素に浮動小数点数を入力
    }
    
    printf("入力された数は次の通りです:\n");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%.2f ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

5つの浮動小数点数を入力してください:
1番目の数: 1.1
2番目の数: 2.2
3番目の数: 3.3
4番目の数: 4.4
5番目の数: 5.5
入力された数は次の通りです:
1.10 2.20 3.30 4.40 5.50

このプログラムでは、5つの浮動小数点数を入力し、それを配列に格納しています。

%fを使用して浮動小数点数を読み取ります。

配列に文字列を入力する方法

文字列を配列に入力する場合、scanfを使う際に注意が必要です。

以下に例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    char words[5][20]; // 文字列を格納する2次元配列
    printf("5つの単語を入力してください:\n");
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d番目の単語: ", i + 1);
        scanf("%19s", words[i]); // 各単語を配列に入力
    }
    
    printf("入力された単語は次の通りです:\n");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%s ", words[i]);
    }
    return 0;
}

5つの単語を入力してください:
1番目の単語: apple
2番目の単語: banana
3番目の単語: cherry
4番目の単語: date
5番目の単語: elderberry
入力された単語は次の通りです:
apple banana cherry date elderberry

このプログラムでは、5つの単語を入力し、それを2次元配列に格納しています。

%19sを使用して、各単語の最大長を19文字に制限しています。

複数の値を一度に入力する方法

scanfを使って複数の値を一度に入力することも可能です。

以下に例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int a, b, c;
    printf("3つの整数をスペースで区切って入力してください:\n");
    scanf("%d %d %d", &a, &b, &c); // 複数の整数を一度に入力
    
    printf("入力された整数は次の通りです: %d, %d, %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

3つの整数をスペースで区切って入力してください:
10 20 30
入力された整数は次の通りです: 10, 20, 30

このプログラムでは、3つの整数を一度に入力し、それぞれの変数に格納しています。

scanfのフォーマット指定子を連続して使用することで、複数の値を一度に読み取ることができます。

エラーチェックとデバッグ

C言語でプログラムを作成する際、入力エラーやバッファオーバーフローなどの問題を未然に防ぐことが重要です。

これにより、プログラムの信頼性と安全性を向上させることができます。

ここでは、入力エラーの検出方法、バッファオーバーフローの防止策、そしてデバッグのためのヒントについて解説します。

入力エラーの検出

scanfを使用する際、ユーザーが予期しない入力を行うことがあります。

これを検出するために、scanfの戻り値を確認することが有効です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int number;
    printf("整数を入力してください: ");
    
    if (scanf("%d", &number) != 1) { // 入力が整数でない場合
        printf("入力エラー: 整数を入力してください。\n");
        return 1; // エラーコードを返す
    }
    
    printf("入力された整数は: %d\n", number);
    return 0;
}

このプログラムでは、scanfの戻り値をチェックし、整数が正しく入力されなかった場合にエラーメッセージを表示します。

scanfは、成功した入力の数を返すため、期待する数と異なる場合はエラーと判断できます。

バッファオーバーフローの防止

バッファオーバーフローは、配列のサイズを超えるデータが入力されることで発生します。

これを防ぐために、scanfのフォーマット指定子で入力サイズを制限することが重要です。

#include <stdio.h>
int main() {
    char buffer[10];
    printf("9文字以内の文字列を入力してください: ");
    
    scanf("%9s", buffer); // 最大9文字まで入力を許可
    printf("入力された文字列は: %s\n", buffer);
    
    return 0;
}

このプログラムでは、%9sを使用して、最大9文字までの入力を許可しています。

これにより、バッファオーバーフローを防ぎ、安全に文字列を扱うことができます。

デバッグのためのヒント

デバッグは、プログラムの問題を特定し、修正するための重要なプロセスです。

以下に、デバッグを効率的に行うためのヒントをいくつか紹介します。

printfデバッグ: プログラムの実行中に変数の値を確認するために、printfを使用して出力する方法です。

例：printf("変数xの値: %d\n", x);

コメントアウト: 問題のあるコードを一時的に無効にするために、コメントアウトを活用します。

これにより、特定のコードが問題を引き起こしているかどうかを確認できます。

小さな変更をテスト: 大きな変更を一度に行うのではなく、小さな変更を加えてテストを行うことで、問題の特定が容易になります。
一貫したインデント: コードの可読性を向上させるために、一貫したインデントスタイルを維持します。

これにより、コードの構造が明確になり、バグの発見が容易になります。

これらのヒントを活用することで、プログラムのデバッグがより効率的に行えるようになります。

応用例

C言語での配列操作は、基本的な入力から応用的な処理まで幅広く活用できます。

ここでは、2次元配列や動的配列への入力、ファイルからの入力、入力値のソートと検索、統計処理について解説します。

2次元配列への入力

2次元配列は、行列のようなデータを扱う際に便利です。

以下に、2次元配列への入力方法を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    int matrix[3][3]; // 3x3の2次元配列
    printf("3x3の行列を入力してください:\n");
    
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("matrix[%d][%d]: ", i, j);
            scanf("%d", &matrix[i][j]); // 各要素に整数を入力
        }
    }
    
    printf("入力された行列は次の通りです:\n");
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

このプログラムでは、3×3の行列を入力し、2次元配列に格納しています。

各要素に対してscanfを使用して入力を受け取ります。

動的配列への入力

動的配列は、実行時にサイズを決定できるため、柔軟なメモリ管理が可能です。

以下に、動的配列への入力方法を示します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int n;
    printf("配列のサイズを入力してください: ");
    scanf("%d", &n);
    
    int *array = (int *)malloc(n * sizeof(int)); // 動的にメモリを確保
    if (array == NULL) {
        printf("メモリの確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }
    
    printf("%d個の整数を入力してください:\n", n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &array[i]);
    }
    
    printf("入力された整数は次の通りです:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
    
    free(array); // メモリを解放
    return 0;
}

このプログラムでは、ユーザーが指定したサイズの配列を動的に確保し、入力を受け取っています。

mallocを使用してメモリを確保し、使用後にfreeで解放します。

ファイルからの入力を配列に格納

ファイルからデータを読み取り、配列に格納することも可能です。

以下に例を示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("ファイルを開くことができませんでした。\n");
        return 1;
    }
    
    int numbers[100];
    int i = 0;
    while (fscanf(file, "%d", &numbers[i]) != EOF && i < 100) {
        i++;
    }
    
    fclose(file);
    
    printf("ファイルから読み取った整数は次の通りです:\n");
    for (int j = 0; j < i; j++) {
        printf("%d ", numbers[j]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

このプログラムでは、data.txtというファイルから整数を読み取り、配列に格納しています。

fscanfを使用してファイルからデータを読み取ります。

入力値のソートと検索

配列に格納されたデータをソートし、検索することはよくある操作です。

以下に、バブルソートを用いたソートと線形探索を用いた検索の例を示します。

#include <stdio.h>
void bubbleSort(int array[], int size) {
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                int temp = array[j];
                array[j] = array[j + 1];
                array[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}
int linearSearch(int array[], int size, int key) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        if (array[i] == key) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}
int main() {
    int numbers[] = {34, 7, 23, 32, 5, 62};
    int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
    
    bubbleSort(numbers, size);
    
    printf("ソートされた配列:\n");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");
    
    int key = 23;
    int index = linearSearch(numbers, size, key);
    if (index != -1) {
        printf("値 %d はインデックス %d にあります。\n", key, index);
    } else {
        printf("値 %d は配列に存在しません。\n", key);
    }
    
    return 0;
}

このプログラムでは、バブルソートを用いて配列を昇順にソートし、線形探索を用いて特定の値を検索しています。

入力値の統計処理

配列に格納されたデータに対して、平均や最大値、最小値などの統計処理を行うことができます。

以下に例を示します。

#include <stdio.h>
void calculateStatistics(int array[], int size, double *average, int *max, int *min) {
    int sum = 0;
    *max = array[0];
    *min = array[0];
    
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        sum += array[i];
        if (array[i] > *max) {
            *max = array[i];
        }
        if (array[i] < *min) {
            *min = array[i];
        }
    }
    
    *average = (double)sum / size;
}
int main() {
    int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
    double average;
    int max, min;
    
    calculateStatistics(numbers, size, &average, &max, &min);
    
    printf("平均: %.2f\n", average);
    printf("最大値: %d\n", max);
    printf("最小値: %d\n", min);
    
    return 0;
}

このプログラムでは、配列の平均、最大値、最小値を計算しています。

calculateStatistics関数を使用して、これらの統計情報を取得しています。