[C言語] scanfで変数名に&を付けないといけない理由を解説

C言語のscanf関数を使用する際、変数名に&を付ける必要があります。これは、scanfが入力されたデータを変数に格納するために、その変数のメモリアドレスを必要とするからです。

変数のメモリアドレスを渡すことで、scanfはそのアドレスに直接データを書き込むことができます。&を付けないと、scanfは変数の値を受け取ることになり、正しく動作しません。

ただし、配列や文字列の場合は、変数名自体がアドレスを示すため、&を付ける必要はありません。

scanfで&を付ける理由

scanfの動作原理

scanf関数は、標準入力からデータを読み取り、指定されたフォーマットに従って変数に値を格納します。

C言語では、scanfは以下のように使用されます。

#include <stdio.h>
int main() {
    int number;
    printf("整数を入力してください: ");
    scanf("%d", &number); // 変数numberのアドレスを渡す
    printf("入力された整数は: %d\n", number);
    return 0;
}

この例では、%dは整数型のフォーマット指定子で、scanfは標準入力から整数を読み取り、numberのアドレスにその値を格納します。

変数のアドレスを渡す必要性

C言語では、関数に引数を渡す際、デフォルトでは値渡しが行われます。

つまり、関数は引数のコピーを受け取ります。

しかし、scanfは入力された値を直接変数に格納する必要があるため、変数のアドレスを渡す必要があります。

これにより、scanfは変数の実際のメモリ位置にアクセスし、そこに値を格納することができます。

例：アドレス渡しの重要性

#include <stdio.h>
void updateValue(int *value) {
    *value = 10; // ポインタを使って実際の変数を更新
}
int main() {
    int number = 5;
    updateValue(&number); // 変数のアドレスを渡す
    printf("更新された値は: %d\n", number);
    return 0;
}

この例では、updateValue関数に変数のアドレスを渡すことで、関数内で変数の値を直接更新しています。

&を付けない場合のエラー

scanfで変数名に&を付けない場合、コンパイルエラーや実行時エラーが発生する可能性があります。

scanfは変数のアドレスを必要とするため、アドレスを渡さないと、scanfは不正なメモリ位置にアクセスしようとします。

例：&を付けない場合のエラー

#include <stdio.h>
int main() {
    int number;
    printf("整数を入力してください: ");
    scanf("%d", number); // &を付け忘れた場合
    printf("入力された整数は: %d\n", number);
    return 0;
}

このコードは、コンパイルは通るかもしれませんが、実行時に予期しない動作を引き起こす可能性があります。

scanfは不正なメモリ位置にアクセスしようとするため、プログラムがクラッシュすることもあります。

したがって、scanfを使用する際は、必ず変数のアドレスを渡すようにしましょう。

応用例

複数の変数をscanfで入力する

scanfを使うと、複数の変数に一度に入力を受け取ることができます。

これにより、ユーザーからの入力を効率的に処理することが可能です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int age;
    float height;
    printf("年齢と身長をスペースで区切って入力してください: ");
    scanf("%d %f", &age, &height); // 複数の変数に入力
    printf("年齢: %d, 身長: %.2f\n", age, height);
    return 0;
}

この例では、ユーザーは年齢と身長をスペースで区切って入力します。

scanfはそれぞれのフォーマット指定子に従って、対応する変数に値を格納します。

配列とscanfの使用

配列に対してscanfを使用する場合、文字列の入力が一般的です。

文字列は配列として扱われるため、&を付ける必要はありません。

#include <stdio.h>
int main() {
    char name[50];
    printf("名前を入力してください: ");
    scanf("%s", name); // 文字列は配列なので&は不要
    printf("こんにちは、%sさん！\n", name);
    return 0;
}

この例では、ユーザーから名前を入力してもらい、その名前を使って挨拶を表示します。

文字列の場合、scanfは自動的に配列の先頭アドレスを受け取ります。

構造体とscanfの活用

構造体を使うと、関連するデータをまとめて管理できます。

scanfを使って構造体のメンバーに値を入力することも可能です。

#include <stdio.h>
typedef struct {
    char name[50];
    int age;
} Person;
int main() {
    Person person;
    printf("名前と年齢を入力してください: ");
    scanf("%s %d", person.name, &person.age); // 構造体メンバーに入力
    printf("名前: %s, 年齢: %d\n", person.name, person.age);
    return 0;
}

この例では、Personという構造体を定義し、そのメンバーであるnameとageにユーザーからの入力を受け取ります。

構造体を使うことで、関連するデータを一つの単位として扱うことができ、コードの可読性が向上します。

よくある質問

まとめ

scanf関数を正しく使用するためには、変数のアドレスを渡すことが重要です。

特に、整数や浮動小数点数などの入力では&を付ける必要がありますが、文字列の場合は配列の先頭アドレスが自動的に渡されるため&は不要です。

scanf以外にも、fgetsなどの安全な入力方法を活用することで、バッファオーバーフローを防ぐことができます。

この記事を参考に、C言語での入力処理をより安全かつ効果的に行ってみてください。