【C言語】ファイルの数値を配列に格納する方法

2023-07-182024-07-26

この記事では、C言語を使ってファイルから数値データを読み込み、配列に格納する方法について解説します。

テキストファイルとバイナリファイルの違いや、数値を読み込むための関数の使い方、動的に配列を扱う方法を学ぶことで、データを効率的に管理できるようになります。

初心者の方でも理解しやすい内容になっていますので、ぜひ参考にしてください。

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数値データの読み込み

C言語では、外部ファイルからデータを読み込むことがよくあります。

特に数値データを扱う場合、ファイルから数値を配列に格納する方法は非常に重要です。

ここでは、テキストファイルとバイナリファイルの違い、数値を読み込むための関数について詳しく解説します。

テキストファイルとバイナリファイルの違い

ファイルには主に2つの形式があります。

テキストファイルとバイナリファイルです。

テキストファイル: 人間が読める形式でデータが保存されています。

例えば、数値がスペースや改行で区切られている場合、テキストエディタで簡単に内容を確認できます。

例として、以下のような内容のファイルが考えられます。

バイナリファイル: データがコンピュータが理解できる形式で保存されています。

人間が直接内容を確認することは難しいですが、データのサイズが小さく、読み書きが高速です。

数値データをバイナリ形式で保存する場合、例えば整数型のデータがそのままメモリのビット列として保存されます。

このように、ファイル形式によってデータの扱い方が異なるため、目的に応じて適切な形式を選ぶことが重要です。

fscanf関数を使った数値の読み込み

テキストファイルから数値を読み込む際に便利な関数がfscanfです。

この関数を使うことで、フォーマットに従ってデータを読み込むことができます。

以下は、テキストファイルから数値を読み込み、配列に格納するサンプルコードです。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int numbers[100]; // 数値を格納する配列
    int count = 0;
    // ファイルを開く
    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;
    }
    // fscanfを使って数値を読み込む
    while (fscanf(file, "%d", &numbers[count]) == 1) {
        count++;
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    // 読み込んだ数値を表示
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d\n", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

このコードでは、numbers.txtというファイルから整数を読み込み、numbersという配列に格納しています。

fscanf関数は、ファイルから整数を1つずつ読み込み、成功した場合は1を返します。

これを利用して、ファイルの終わりまで数値を読み込み続けます。

fgets関数を使った行単位の読み込み

もう一つの方法として、fgets関数を使って行単位でデータを読み込む方法があります。

この方法では、1行を文字列として読み込み、その後に数値に変換することができます。

以下は、fgetsを使ったサンプルコードです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    FILE *file;
    char line[100]; // 行を格納するための配列
    int numbers[100]; // 数値を格納する配列
    int count = 0;
    // ファイルを開く
    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;
    }
    // fgetsを使って行を読み込む
    while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
        numbers[count] = atoi(line); // 文字列を整数に変換
        count++;
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    // 読み込んだ数値を表示
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d\n", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

このコードでは、fgetsを使って1行ずつ読み込み、atoi関数で文字列を整数に変換しています。

これにより、テキストファイルから数値を効率的に読み込むことができます。

以上のように、C言語ではファイルから数値を読み込むためのさまざまな方法があります。

目的に応じて適切な方法を選択し、データを配列に格納することができます。

ファイルから配列への数値格納

ファイルから読み込んだ数値を配列に格納する方法について解説します。

これにより、ファイル内のデータをプログラム内で効率的に扱うことができるようになります。

読み込んだ数値の配列への格納方法

まず、ファイルから数値を読み込む際に、どのようにしてそれらの数値を配列に格納するかを見ていきましょう。

以下は、fscanf関数を使用してファイルから数値を読み込み、配列に格納する基本的な例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *file;
    int numbers[100]; // 数値を格納する配列
    int count = 0;    // 読み込んだ数値のカウント
    // ファイルを開く
    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", &numbers[count]) == 1) {
        count++; // 読み込んだ数値のカウントを増やす
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    // 読み込んだ数値を表示
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

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

fscanf関数は、ファイルから整数を読み込み、成功した場合は1を返します。

これを利用して、配列に数値を格納し、カウントを増やしています。

動的配列の利用

配列のサイズが事前にわからない場合、動的配列を使用することができます。

C言語では、malloc関数を使ってメモリを動的に確保することができます。

以下は、動的配列を使用してファイルから数値を読み込む例です。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    FILE *file;
    int *numbers = NULL; // 動的配列のポインタ
    int count = 0;       // 読み込んだ数値のカウント
    int capacity = 10;   // 初期容量
    // メモリを確保
    numbers = (int *)malloc(capacity * 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); // 確保したメモリを解放
        return 1;
    }
    // ファイルから数値を読み込む
    while (fscanf(file, "%d", &numbers[count]) == 1) {
        count++;
        // 配列のサイズを超えた場合、メモリを再確保
        if (count >= capacity) {
            capacity *= 2; // 容量を倍にする
            numbers = (int *)realloc(numbers, capacity * sizeof(int));
            if (numbers == NULL) {
                printf("メモリの再確保に失敗しました。\n");
                fclose(file);
                return 1;
            }
        }
    }
    // ファイルを閉じる
    fclose(file);
    // 読み込んだ数値を表示
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");
    // 確保したメモリを解放
    free(numbers);
    return 0;
}

このプログラムでは、初期容量を10とし、必要に応じてrealloc関数を使ってメモリを再確保しています。

これにより、ファイルから読み込む数値の数が不明な場合でも、柔軟に対応することができます。