MENU
  1. ホーム
  2. C++
  3. 基礎構文
  4. 型
  5. 構造体
  6. [C++] 構造体配列の定義と使用方法

[C++] 構造体配列の定義と使用方法

構造体

C++では、構造体を使用して関連するデータをグループ化できます。構造体配列は、同じ型の構造体を複数格納するための便利な方法です。

構造体を定義するには、structキーワードを使用し、メンバ変数を指定します。例えば、struct Person { std::string name; int age; };のように定義します。

構造体配列を宣言するには、通常の配列と同様に構造体名を使用します。例えば、Person people[10];とすることで、Person型の配列を作成できます。

配列の各要素にアクセスするには、インデックスを使用し、ドット演算子でメンバにアクセスします。例として、people[0].name = "Alice";のように使用します。

この記事でわかること
  • 構造体と配列の基本的な概念
  • 構造体配列の定義方法と初期化の手法
  • 構造体配列の要素へのアクセスや更新の方法
  • 構造体配列を用いたデータ管理の実践例
  • 構造体配列のソートや検索の方法

目次から探す

構造体配列の基本

構造体とは何か

構造体は、C++におけるデータ構造の一つで、異なる型のデータを一つのまとまりとして扱うことができます。

構造体を使用することで、関連するデータを一つの単位として管理しやすくなります。

以下は、構造体の基本的な定義の例です。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name; // 名前
    int age;          // 年齢
    double height;    // 身長
};

この例では、Personという構造体を定義し、名前、年齢、身長を属性として持っています。

配列とは何か

配列は、同じ型のデータを連続して格納するためのデータ構造です。

配列を使用することで、複数のデータを一つの変数名で管理し、インデックスを用いて個々の要素にアクセスできます。

以下は、整数型の配列の例です。

#include <iostream>
int main() {
    int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 5つの整数を格納する配列
    std::cout << "First number: " << numbers[0] << std::endl; // 最初の要素にアクセス
    return 0;
}

この例では、numbersという名前の配列を定義し、5つの整数を格納しています。

構造体配列の定義方法

構造体配列は、構造体を要素とする配列です。

構造体配列を定義することで、同じ型の構造体を複数まとめて管理できます。

以下は、構造体配列の定義方法の例です。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    // 3人分の情報を格納する構造体配列
    Person people[3];
    return 0;
}

この例では、Person構造体を要素とするpeopleという名前の配列を定義し、3人分の情報を格納できるようにしています。

構造体配列の初期化

構造体配列は、定義と同時に初期化することができます。

初期化を行うことで、配列の各要素に初期値を設定できます。

以下は、構造体配列の初期化の例です。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    // 構造体配列の初期化
    Person people[3] = {
        {"Alice", 30, 165.5},
        {"Bob", 25, 175.0},
        {"Charlie", 28, 180.2}
    };
    // 初期化された構造体配列の要素を出力
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << "Name: " << people[i].name
                  << ", Age: " << people[i].age
                  << ", Height: " << people[i].height << std::endl;
    }
    return 0;
}
Name: Alice, Age: 30, Height: 165.5
Name: Bob, Age: 25, Height: 175
Name: Charlie, Age: 28, Height: 180.2

この例では、peopleという構造体配列を定義し、3人の情報を初期化しています。

ループを用いて、各要素の情報を出力しています。

構造体配列の操作

要素へのアクセス方法

構造体配列の要素にアクセスするには、配列のインデックスと構造体のメンバを組み合わせて使用します。

以下の例では、構造体配列の要素にアクセスする方法を示します。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    Person people[3] = {
        {"Alice", 30, 165.5},
        {"Bob", 25, 175.0},
        {"Charlie", 28, 180.2}
    };
    // 2番目の要素の名前にアクセス
    std::cout << "Second person's name: " << people[1].name << std::endl;
    return 0;
}

この例では、people[1].nameを使用して、2番目の要素の名前にアクセスしています。

要素の更新

構造体配列の要素を更新するには、アクセスした要素に新しい値を代入します。

以下の例では、構造体配列の要素を更新する方法を示します。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    Person people[3] = {
        {"Alice", 30, 165.5},
        {"Bob", 25, 175.0},
        {"Charlie", 28, 180.2}
    };
    // 1番目の要素の年齢を更新
    people[0].age = 31;
    // 更新後の情報を出力
    std::cout << "Updated age of first person: " << people[0].age << std::endl;
    return 0;
}

この例では、people[0].ageに新しい値を代入することで、1番目の要素の年齢を更新しています。

構造体配列のサイズ取得

構造体配列のサイズを取得するには、sizeof演算子を使用します。

以下の例では、構造体配列のサイズを取得する方法を示します。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    Person people[3] = {
        {"Alice", 30, 165.5},
        {"Bob", 25, 175.0},
        {"Charlie", 28, 180.2}
    };
    // 構造体配列のサイズを取得
    size_t size = sizeof(people) / sizeof(people[0]);
    std::cout << "Size of people array: " << size << std::endl;
    return 0;
}

この例では、sizeof(people) / sizeof(people[0])を使用して、構造体配列のサイズを計算しています。

構造体配列のループ処理

構造体配列の要素をループ処理するには、forループを使用します。

以下の例では、構造体配列の要素をループ処理する方法を示します。

#include <iostream>
// 人の情報を表す構造体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};
int main() {
    Person people[3] = {
        {"Alice", 30, 165.5},
        {"Bob", 25, 175.0},
        {"Charlie", 28, 180.2}
    };
    // 構造体配列の要素をループ処理
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << "Name: " << people[i].name
                  << ", Age: " << people[i].age
                  << ", Height: " << people[i].height << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、forループを使用して、構造体配列の各要素にアクセスし、その情報を出力しています。

ループ処理を用いることで、配列の全要素を効率的に操作できます。

構造体配列の応用

構造体配列を用いたデータ管理

構造体配列は、複数の関連データを一元管理するのに非常に便利です。

例えば、学生の成績管理システムでは、学生の名前、学籍番号、成績などを構造体で表現し、それを配列として管理することができます。

以下は、構造体配列を用いたデータ管理の例です。

#include <iostream>
// 学生の情報を表す構造体
struct Student {
    std::string name;
    int id;
    double grade;
};
int main() {
    // 学生の情報を格納する構造体配列
    Student students[3] = {
        {"Alice", 1001, 85.5},
        {"Bob", 1002, 90.0},
        {"Charlie", 1003, 78.2}
    };
    // 学生の情報を出力
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << "Name: " << students[i].name
                  << ", ID: " << students[i].id
                  << ", Grade: " << students[i].grade << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、Student構造体を用いて学生の情報を管理し、構造体配列studentsに格納しています。

構造体配列のソート

構造体配列をソートすることで、データを特定の基準に従って並べ替えることができます。

C++では、std::sortを使用して簡単にソートを行うことができます。

以下は、構造体配列を成績順にソートする例です。

#include <iostream>
#include <algorithm>
// 学生の情報を表す構造体
struct Student {
    std::string name;
    int id;
    double grade;
};
// 成績を基準にソートするための比較関数
bool compareByGrade(const Student &a, const Student &b) {
    return a.grade > b.grade; // 降順にソート
}
int main() {
    Student students[3] = {
        {"Alice", 1001, 85.5},
        {"Bob", 1002, 90.0},
        {"Charlie", 1003, 78.2}
    };
    // 構造体配列を成績順にソート
    std::sort(students, students + 3, compareByGrade);
    // ソート後の学生の情報を出力
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << "Name: " << students[i].name
                  << ", ID: " << students[i].id
                  << ", Grade: " << students[i].grade << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、compareByGrade関数を用いて、成績を基準に構造体配列を降順にソートしています。

構造体配列の検索

構造体配列の中から特定の条件に合致する要素を検索することも可能です。

以下は、学籍番号を基に学生を検索する例です。

#include <iostream>
// 学生の情報を表す構造体
struct Student {
    std::string name;
    int id;
    double grade;
};
// 学籍番号で学生を検索する関数
Student* findStudentById(Student* students, int size, int id) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        if (students[i].id == id) {
            return &students[i];
        }
    }
    return nullptr; // 見つからなかった場合
}
int main() {
    Student students[3] = {
        {"Alice", 1001, 85.5},
        {"Bob", 1002, 90.0},
        {"Charlie", 1003, 78.2}
    };
    int searchId = 1002;
    Student* student = findStudentById(students, 3, searchId);
    if (student != nullptr) {
        std::cout << "Found student: " << student->name
                  << ", ID: " << student->id
                  << ", Grade: " << student->grade << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Student with ID " << searchId << " not found." << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、findStudentById関数を用いて、指定された学籍番号の学生を検索しています。

構造体配列の動的メモリ管理

構造体配列のサイズが実行時に決定される場合、動的メモリ管理を使用することができます。

C++では、new演算子を用いて動的にメモリを確保し、delete[]演算子で解放します。

以下は、動的に構造体配列を管理する例です。

#include <iostream>
// 学生の情報を表す構造体
struct Student {
    std::string name;
    int id;
    double grade;
};
int main() {
    int numStudents;
    std::cout << "Enter number of students: ";
    std::cin >> numStudents;
    // 動的に構造体配列を確保
    Student* students = new Student[numStudents];
    // 学生の情報を入力
    for (int i = 0; i < numStudents; ++i) {
        std::cout << "Enter name, id, and grade for student " << (i + 1) << ": ";
        std::cin >> students[i].name >> students[i].id >> students[i].grade;
    }
    // 学生の情報を出力
    for (int i = 0; i < numStudents; ++i) {
        std::cout << "Name: " << students[i].name
                  << ", ID: " << students[i].id
                  << ", Grade: " << students[i].grade << std::endl;
    }
    // メモリを解放
    delete[] students;
    return 0;
}

この例では、ユーザーから学生の数を入力させ、その数に応じて動的に構造体配列を確保しています。

入力された情報を出力した後、delete[]を用いて確保したメモリを解放しています。

動的メモリ管理を行うことで、柔軟にデータを扱うことができます。

構造体配列の実践例

学生情報管理システム

学生情報管理システムでは、学生の名前、学籍番号、成績などを管理する必要があります。

構造体配列を用いることで、これらの情報を効率的に管理できます。

以下は、学生情報管理システムの基本的な例です。

#include <iostream>
// 学生の情報を表す構造体
struct Student {
    std::string name;
    int id;
    double grade;
};
int main() {
    const int numStudents = 3;
    Student students[numStudents] = {
        {"Alice", 1001, 85.5},
        {"Bob", 1002, 90.0},
        {"Charlie", 1003, 78.2}
    };
    // 学生の情報を出力
    for (int i = 0; i < numStudents; ++i) {
        std::cout << "Name: " << students[i].name
                  << ", ID: " << students[i].id
                  << ", Grade: " << students[i].grade << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、Student構造体を用いて学生の情報を管理し、構造体配列studentsに格納しています。

ループを用いて、各学生の情報を出力しています。

商品在庫管理システム

商品在庫管理システムでは、商品名、商品ID、在庫数などを管理します。

構造体配列を使用することで、これらの情報を一元管理できます。

以下は、商品在庫管理システムの例です。

#include <iostream>
// 商品の情報を表す構造体
struct Product {
    std::string name;
    int id;
    int stock;
};
int main() {
    const int numProducts = 3;
    Product products[numProducts] = {
        {"Laptop", 101, 50},
        {"Smartphone", 102, 30},
        {"Tablet", 103, 20}
    };
    // 商品の情報を出力
    for (int i = 0; i < numProducts; ++i) {
        std::cout << "Product Name: " << products[i].name
                  << ", ID: " << products[i].id
                  << ", Stock: " << products[i].stock << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、Product構造体を用いて商品情報を管理し、構造体配列productsに格納しています。

各商品の情報を出力することで、在庫状況を確認できます。

スポーツチームの選手管理

スポーツチームの選手管理では、選手の名前、背番号、ポジションなどを管理します。

構造体配列を用いることで、選手情報を整理して管理できます。

以下は、スポーツチームの選手管理の例です。

#include <iostream>
// 選手の情報を表す構造体
struct Player {
    std::string name;
    int number;
    std::string position;
};
int main() {
    const int numPlayers = 3;
    Player players[numPlayers] = {
        {"John", 10, "Forward"},
        {"Mike", 5, "Defender"},
        {"Sam", 1, "Goalkeeper"}
    };
    // 選手の情報を出力
    for (int i = 0; i < numPlayers; ++i) {
        std::cout << "Player Name: " << players[i].name
                  << ", Number: " << players[i].number
                  << ", Position: " << players[i].position << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、Player構造体を用いて選手情報を管理し、構造体配列playersに格納しています。

各選手の情報を出力することで、チームの構成を確認できます。

これらの実践例では、構造体配列を用いることで、関連するデータを効率的に管理し、必要な情報を簡単に取得できることを示しています。

構造体配列は、データ管理の基本的な手法として非常に有用です。

よくある質問

構造体配列とクラス配列の違いは？

構造体配列とクラス配列の主な違いは、構造体とクラスの違いに起因します。

C++では、構造体とクラスはほぼ同じですが、デフォルトのアクセス修飾子が異なります。

構造体のメンバはデフォルトでpublicであり、クラスのメンバはデフォルトでprivateです。

したがって、構造体配列は通常、単純なデータの集まりを表現するのに使われ、クラス配列はより複雑なデータとメソッドを持つオブジェクトを表現するのに使われます。

構造体配列のサイズを変更するにはどうすればいい？

構造体配列のサイズを変更するには、動的メモリ管理を使用する必要があります。

静的配列のサイズはコンパイル時に決定されるため、実行時に変更することはできません。

動的配列を使用するには、new演算子でメモリを確保し、delete[]演算子で解放します。

例：Student* students = new Student[newSize];で新しいサイズの配列を確保し、delete[] students;で解放します。

構造体配列を関数に渡す方法は？

構造体配列を関数に渡すには、配列のポインタを渡す方法が一般的です。

関数の引数として配列のポインタを受け取り、配列の要素にアクセスします。

例：void processStudents(Student* students, int size)のように関数を定義し、processStudents(students, numStudents);のように呼び出します。

配列のサイズも一緒に渡すことで、関数内で配列の範囲を管理できます。

まとめ

この記事では、C++における構造体配列の基本的な定義から応用までを詳しく解説しました。

構造体配列を用いることで、関連するデータを効率的に管理し、操作する方法を学ぶことができました。

これを機に、実際のプログラムで構造体配列を活用し、データ管理の効率化に挑戦してみてください。

目次に戻る

当サイトはリンクフリーです。出典元を明記していただければ、ご自由に引用していただいて構いません。

C言語
C++
Python
HTML
Java
HTTP

関連カテゴリーから探す

構造体
  • URLをコピーしました！

関連記事

目次から探す