【C言語】変数を宣言するやり方について初心者向けに解説

2023-09-072024-07-23

この記事では、C言語における変数の基本についてわかりやすく解説します。

変数の宣言方法や種類、名前の付け方、スコープやライフタイムについて学ぶことで、プログラムを書く際に必要な知識を身につけることができます。

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変数の宣言方法

C言語において、変数はデータを格納するための名前付きのメモリ領域です。

変数を使用するためには、まずその変数を宣言する必要があります。

ここでは、基本的な変数宣言の方法や、複数の変数を一度に宣言する方法、そして変数の初期化について詳しく解説します。

基本的な変数宣言

C言語で変数を宣言する際は、まずその変数のデータ型を指定し、次に変数名を記述します。

基本的な構文は以下の通りです。

データ型 変数名;

例えば、整数型の変数を宣言する場合は次のようになります。

int age; // 整数型の変数ageを宣言

この例では、intがデータ型で、ageが変数名です。

この宣言によって、ageという名前の整数型の変数がメモリに確保されます。

複数の変数を一度に宣言する方法

C言語では、同じデータ型の変数を一度に宣言することも可能です。

カンマで区切って複数の変数を宣言できます。

以下の例を見てみましょう。

int x, y, z; // 整数型の変数x, y, zを一度に宣言

このようにすることで、x、y、zの3つの整数型変数を同時に宣言することができます。

これにより、コードがすっきりし、可読性が向上します。

変数の初期化

変数を宣言した後、必要に応じて初期値を設定することができます。

初期化は、変数を宣言する際に同時に行うことができ、以下のように記述します。

int age = 25; // 整数型の変数ageを宣言し、初期値25を設定

この例では、ageという変数に25という初期値が設定されています。

初期化を行うことで、変数を使用する前に明示的な値を持たせることができ、プログラムの動作が予測しやすくなります。

また、複数の変数を同時に初期化することも可能です。

以下のように記述します。

int x = 1, y = 2, z = 3; // x, y, zをそれぞれ初期化

このように、変数を宣言する際に初期値を設定することで、プログラムの信頼性を高めることができます。

初期化を行わない場合、変数には不定の値が入ることがあるため、注意が必要です。

C言語における変数の種類

C言語では、さまざまな種類の変数を使用することができます。

これらの変数は、データの種類に応じて異なる型を持ちます。

ここでは、主な変数の種類について詳しく解説します。

整数型変数

整数型変数は、整数値を格納するための変数です。

C言語では、整数型にはいくつかの種類がありますが、最も一般的なものは int型です。

int型は、通常、32ビットのサイズを持ち、-2,147,483,648から2,147,483,647までの範囲の整数を表現できます。

以下は、整数型変数の宣言と使用例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    int age; // 整数型変数ageを宣言
    age = 25; // ageに25を代入
    printf("年齢は %d 歳です。\n", age); // 変数ageの値を表示
    return 0;
}

このプログラムを実行すると、出力は「年齢は 25 歳です。」となります。

浮動小数点型変数

浮動小数点型変数は、小数点を含む数値を格納するための変数です。

C言語では、浮動小数点型には float と double の2つの主要な型があります。

float型は通常32ビット、double型は64ビットのサイズを持ち、より高い精度を必要とする場合に使用されます。

以下は、浮動小数点型変数の宣言と使用例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    float height; // 浮動小数点型変数heightを宣言
    height = 175.5; // heightに175.5を代入
    printf("身長は %.1f cmです。\n", height); // 変数heightの値を表示
    return 0;
}

このプログラムを実行すると、出力は「身長は 175.5 cmです。」となります。

文字型変数

文字型変数は、単一の文字を格納するための変数です。

C言語では、文字型は char型として定義されます。

char型は通常8ビットのサイズを持ち、ASCII文字セットの範囲内の文字を表現できます。

以下は、文字型変数の宣言と使用例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    char initial; // 文字型変数initialを宣言
    initial = 'A'; // initialに'A'を代入
    printf("名前のイニシャルは %c です。\n", initial); // 変数initialの値を表示
    return 0;
}

このプログラムを実行すると、出力は「名前のイニシャルは A です。」となります。

論理型変数

論理型変数は、真(true)または偽(false)の値を持つ変数です。

C言語では、論理型は bool型として定義されており、stdbool.h ヘッダーファイルをインクルードする必要があります。

bool型は、0が偽、1が真を表します。

以下は、論理型変数の宣言と使用例です。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h> // bool型を使用するためにインクルード
int main() {
    bool isStudent; // 論理型変数isStudentを宣言
    isStudent = true; // isStudentにtrueを代入
    if (isStudent) {
        printf("学生です。\n"); // isStudentがtrueの場合の出力
    } else {
        printf("学生ではありません。\n");
    }
    return 0;
}

このプログラムを実行すると、出力は「学生です。」となります。

以上がC言語における主な変数の種類です。

それぞれの変数は、異なるデータを扱うために使用され、プログラムの中で重要な役割を果たします。

変数名のルール

C言語では、変数を使用する際にその名前(変数名)を適切に設定することが重要です。

変数名は、プログラムの可読性や保守性に大きく影響します。

ここでは、有効な変数名の条件と命名規則について詳しく解説します。

有効な変数名の条件

C言語で有効な変数名を作成するためには、以下の条件を満たす必要があります。

文字の使用: 変数名は英字(大文字・小文字)、数字、アンダースコア(_)を使用できます。

ただし、数字で始めることはできません。

例: myVariable, _temp, count1 は有効ですが、1stVariable は無効です。

長さの制限: 変数名の長さには制限がありますが、C言語の標準では最大で2048文字まで使用可能です。

ただし、可読性を考慮して短くすることが推奨されます。

予約語の使用禁止: C言語には予約語(キーワード)があり、これらは変数名として使用できません。

例えば、int, return, if などは使用できません。

大文字と小文字の区別: C言語は大文字と小文字を区別します。

つまり、Variable と variable は異なる変数名として扱われます。

変数名の命名規則

変数名を決定する際には、以下の命名規則を考慮すると良いでしょう。

意味のある名前: 変数名はその変数が何を表しているのかを示す意味のある名前にすることが重要です。

例えば、カウントを表す変数には count や itemCount などの名前を付けると良いでしょう。

キャメルケースまたはスネークケースの使用: 変数名を複数の単語で構成する場合、キャメルケース(例: myVariableName)やスネークケース(例: my_variable_name)を使用することで可読性が向上します。
短縮形の使用は控える: 短縮形を使うと可読性が低下することがあります。

例えば、cnt よりも count の方が明確です。

一貫性を保つ: プロジェクト全体で一貫した命名規則を使用することで、コードの可読性が向上します。

例えば、すべての変数名を小文字で始める、またはすべての変数名をキャメルケースにするなどのルールを設けると良いでしょう。

これらのルールと規則を守ることで、C言語のプログラムがより理解しやすく、保守しやすくなります。

プログラムを書く際には、常に変数名に注意を払い、適切な命名を心がけましょう。

スコープとライフタイム

変数のスコープとは

変数のスコープとは、プログラム内でその変数が有効な範囲を指します。

C言語では、変数のスコープは主に以下の2つに分類されます。

ローカルスコープ: 関数内で宣言された変数は、その関数内でのみ有効です。

関数が終了すると、その変数はメモリから解放され、アクセスできなくなります。

#include <stdio.h>
   void myFunction() {
       int localVar = 10; // ローカル変数
       printf("ローカル変数の値: %d\n", localVar);
   }
   int main() {
       myFunction();
       // printf("%d\n", localVar); // エラー: localVarはここでは無効
       return 0;
   }

グローバルスコープ: プログラムのどこからでもアクセスできる変数は、関数の外で宣言された変数です。

これらの変数は、プログラム全体で有効です。

#include <stdio.h>
   int globalVar = 20; // グローバル変数
   void myFunction() {
       printf("グローバル変数の値: %d\n", globalVar);
   }
   int main() {
       myFunction();
       printf("グローバル変数の値: %d\n", globalVar);
       return 0;
   }

変数のライフタイムとは

変数のライフタイムは、変数がメモリに存在する期間を指します。

C言語では、変数のライフタイムもスコープと同様にローカルとグローバルに分けられます。

ローカル変数のライフタイム: ローカル変数は、関数が呼び出されるときにメモリに割り当てられ、関数が終了するとメモリから解放されます。

したがって、関数が実行されている間だけ有効です。

グローバル変数のライフタイム: グローバル変数は、プログラムが開始されるとメモリに割り当てられ、プログラムが終了するまで存在します。

これにより、プログラム全体で使用することができます。

このように、変数のスコープとライフタイムは、プログラムの設計や変数の使用方法に大きな影響を与えます。

適切に理解し、使い分けることで、より効率的なプログラミングが可能になります。

変数の使用例

簡単なプログラム例

C言語では、変数を使ってデータを保存し、プログラム内でそのデータを操作することができます。

以下は、基本的な変数を宣言し、値を代入して表示する簡単なプログラムの例です。

#include <stdio.h>
int main() {
    // 整数型変数の宣言
    int age;
    
    // 変数に値を代入
    age = 25;
    
    // 変数の値を表示
    printf("私の年齢は %d 歳です。\n", age);
    
    return 0;
}

このプログラムでは、ageという整数型の変数を宣言し、25という値を代入しています。

printf関数を使って、変数の値をコンソールに表示しています。

実行結果は以下のようになります。

私の年齢は 25 歳です。

変数を使った計算例

変数は計算にも利用できます。

以下の例では、2つの整数型変数を使って、足し算を行い、その結果を表示します。

#include <stdio.h>
int main() {
    // 整数型変数の宣言
    int num1, num2, sum;
    
    // 変数に値を代入
    num1 = 10;
    num2 = 20;
    
    // 足し算を行い、結果をsumに代入
    sum = num1 + num2;
    
    // 結果を表示
    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, sum);
    
    return 0;
}

このプログラムでは、num1とnum2という2つの変数にそれぞれ10と20を代入し、sumという変数にその合計を代入しています。

printf関数を使って、計算結果を表示します。

実行結果は以下のようになります。