天国にいけるＣ言語入門 ヘキサ構造体 ver２.2126

🌞自作関数１３ローカル変数のデータ情報はローカル変数が定義されたブロック内の命令文がすべて実行されるとコンピュータのメモリから消えてしまいます。そこでデータ情報維持のためにstaticが用いられます。

アレサ「みなさん

次のプログラムのように

👇プログラムはちょっと下の方にあります👇

ローカル変数aの変数宣言

int a;

を含む

void f(void){

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

と定義された自作関数fを

main関数内で

３回

f();

f();

f();

とよびだして

実行したなら👇」

#include <stdio.h>

void f(void){

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

int main(void){

f();

f();

f();

return 0;

}

アレサ「👆

プログラムの実行結果は

どのように表示されると　おもわれますか？」

マックス「なははは

簡単、簡単　そりゃ　もちろん

プログラムの実行結果は

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

だろぅ」

アレサ『はい、😊そうなんです。

プログラムの実行結果は

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

になります。

皆さんの予想どおりでしたか？」

マックス「超　簡単な問題だったな？

はははははははあっはははあっははははああああ

あ、あごがぁぁぁぁぁぁぁあ」

アレサ「そうですね　

このプログラムにおいては

f();をつかって

f();

f();

f();

と

自作関数fの定義内に記述されている命令文

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

を3回実行するのですね

1回ごとに

f();を実行することになります

自作関数f()の中身,ブロック{}内の命令文は

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

となっているので

1回目のf();

では

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

を実行することになります

a++;の実行の後

aの値は２になっています。

ですが

実は

自作関数f();の実行が終わった瞬間に

ローカル変数aは数値2ごと

コンピュータのメモリから消去されています

つまり

その変数名aも変数aに格納している数値も

コンピュータのメモリから消去されています

自作関数fのブロック内｛｝で変数宣言されたローカル変数aは

自作関数fのブロック内｛｝の命令文が全て実行されると

ローカル変数aに格納された値ごと消えてしまうというわけです。

ですので

次にf();

を実行するときには

自作関数の定義である

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が最初から実行されるので

aの値は1から始まるというわけです。

マックス「なぁああああああああにぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃいいい

そうだったのかあ😊

f();が実行された後

a=2となっているが

　　　　　　　　そのままa=2のデータがメモリに保存されたまま

次のf();が実行されているのかとおもったぞ

だが

f();

が終了された時点で

変数aと変数aに格納された値2は

メモリから消去されていたのか

次のf();

👇

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が実行されたとき

int a;

a=1;により

aに格納されている値が2から1に変化しているのとおもっていたぞ。」

てんＣ　「そうですね。

実は

f();が実行されるたびに

メモリに付けられたaという名前と

ローカル変数aに格納されている値は

コンピュータのメモリの節約のため

コンピュータのメモリから消えていたのです。

このことは

自作関数内で定義された変数には寿命があるともいわれていますが

自作関数にかぎらず

一般に

ブロック内｛｝でローカル変数aが変数宣言されている場合

ブロック内｛｝の命令文が全て実行されると

aという名前の付けられたメモリはaという名前が消去され

ローカル変数aに格納されている値も

コンピュータのメモリの節約のため

コンピュータのメモリから消去されます。

そのようなわけで

　　　　　　　　🍅自作関数f();が実行された時点で🍅

　　🍅aという名前の付けられたメモリはaという名前が消去され🍅

　　　　🍅そのメモリに格納されている値も消去されます🍅

　　　　　　　　　　　　　つまり

　　　🍅自作関数のブロック{}内で定義されたローカル変数aは🍅　　

　　　　　　　　　🍅格納している数値ともに🍅

　　　　　🍅コンピュータのメモリから消えてしまいます🍅

ですので

　　　　　　　　　　　　　 自作関数の実行により

　　　　　　　　自作関数内で定義された変数aに格納されている値が

　　　　　　　　a=1からa=2のように変化したとしても

自作関数の実行が終了すると

　　　　　　　　　　　　　その数値データは

　　　ローカル変数aごとコンピュータのメモリから消えてしまいます。

　　　　　　　　　　　　　このままでは

　　　　　　　　　　　　そのa=2のデータを

　　　　　　メモリに保存したままにすることができず

　　　　　　　　　利用することができないのです

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　」

マックス　「なるほどぉ」

ぶーにゃん　「こういうことなのかにゃ？

　　　　　　　　　自作関数のブロック{}内で

　　　　変数宣言されたローカル変数に格納された数値データは

　　　🍓自作関数が《１回》実行されるごとに🍓

🍓つまり自作関数のブロック{}内の命令文がすべて実行されるごとに🍓

　　　　　　　コンピュータのメモリの節約のため

　　ローカル変数の名前aのデータと一緒にメモリから消えてしまうのにゃ　

　　　　　　　　　　　　　だから

ローカル変数宣言が行われた自作関数が実行されることにより

　　ローカル変数に格納された数値データが変化していたとしても

　　　　　　　　その数値データ情報は保持されず

　　　　　　　　　🍋きれいさっぱりと🍋

　　　　コンピュータのメモリ内から消えてしまうのにゃ

どうかにゃ～

大事なことにゃので繰り返したのにゃ🙀

さっぱり、さっぱり」

嬉しそうに顔を撫でる猫ちゃん。

ソーラー　「な～にぃ　やっちまったな～～～😝」

アレサ「ですから

１回目の

f();を実行すると

自作関数fの定義内の命令文

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が実行されることになり

ローカル変数aに格納されている数値は

a++;のはたらきにより

int a=1;

より

a=1となっている状態から

a=2となっている状態に変化しているのですが

１回目の

f();の実行終了と同時に

ローカル変数aは

ローカル変数aに格納されている数値 a=2の情報ごと

コンピュータのメモリから消えてしまっています。

まあ　そういうことにゃので

2回目の

f();の実行の際に

また最初から

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

とf();が実行されます

ですので

今のプログラムでは

プログラムの実行結果は

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

が表示されることになります。

大事なことにゃので繰り返しましたにゃん」

ソーラー「おおっ　これは　・・・・・

繰り返しの３重奏　　ハーモニーだね。」

アレサ　「そこで自作関数の実行とともに消えてしまう

ローカル変数aの名前とローカル変数aに格納されている数値データを

　　　　　　　　　　　🍓自作関数fの実行後も🍓

　　　　　　　　　 維持しつづけるには

どのようにすればよいのでしょうか？

その場合は

自作関数fのブロック{}内で

　　　　　　　　　ローカル変数aを変数宣言するときに

　　　　　　　　　　変数宣言int a;の前にstaticをつけ

static int a;と表記します

　　　そして

　　　　　　次に　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　f();

つまり

　　　　　　　　　　　　自作関数fの実行により

　　　　　ローカル変数aに格納されている値が変化したとします

　　　　　　　　　　　　自作関数fの実行終了後　

　　　　　　　　　　　 static を表記しない場合は

　　　　　　　　ローカル変数aに格納されている値は

　　　　　　　ローカル変数aごと消えてしまうのですが

　　　　　　　　　 static int a;と表記した場合は

　　　　　　　メモリに付けられたaという名前

　　　　　　　ローカル変数aに格納されている値

　　　　　　　　　　　　　　　ともに

　　コンピュータのメモリから消えることはなくなります。」

ソーラー「ははあ　int a;にstaticとつけることにより

　　　　　　　　　　自作関数fが実行されても

　　　　　　　メモリに付けられたaという名前

　　　　　　　ローカル変数aに格納されている値

を消えないようにするってわけなんだね。

staticは英語で静止したという意味がありますが

static int a;

と表記することにより

変数aは

自作関数fの実行後も消えることのない

メモリに静止した（とどまる）変数となるんだね。

その様子をプログラムを組んで実際に確かめてみます🌞

👇先程のプログラム

#include <stdio.h>

void f(void){

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

int main(void){

f();

f();

f();

return 0;

}

プログラムの実行結果

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

👆のプログラムを変更して

1回目の

f();を実行した後

a=1からa=2に変化したローカル変数aの情報を

次の2回目の

f();を実行する時にも維持しつづけるには・・・」

アレサ「はいっ（＾＾）

2回目のf();を実行する時にも

ローカル変数aの情報が維持されているようにするためには😊

自作関数の定義の自作関数fのブロック{}内のaの変数宣言において

static int a;

と表記しておきます

ローカル変数aの変数宣言の表記方法が

int a;からstatic int a;に

変更されたプログラムは次のようになります。

#include <stdio.h>

void f(void){

static int a=1; /*👈変更されたのはここの部分ですね*/

/*🌞int a=1;からstatic int a=1;に変更されています*/

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

int main(void){

f();

f();

f();

return 0;

}

ソーラー「このプログラムを実行すると・・・」

ぶーにゃん　「ぽちっ・・と」

ソーラー「

プログラムを実行してみましたら

プログラムの実行結果は

1をとりこみました。

2をとりこみました。

3をとりこみました。

となります

わっでてきた。でてきた、面白い実行結果が😊

やったね。」

アレサ「ここで

　　　　　　　　🐥注目すべきポイント🐥は

１回目のf();が実行されたあとも

ローカル変数aは消えることなく

ローカル変数aに数値2が格納されたままとなることにあります。

　　　　　　　　　そして　さらに

　　　　　　　🐥注目すべきポイント🐥は

この

ローカル変数aに数値２が格納されたままになるということは

　　　　　　　そのローカル変数aが変数宣言された

　　　　　　🌞自作関数f内でのみ有効である🌞

　　　　　　　　　　　　　つまり　

　　　　　　　🌞自作関数fを実行後🌞

　　　　　　　　　　　　　さらに

　　　　　　　🌞自作関数fを実行するときのみ🌞

　　　　　　　　　有効であるといえます

　　　　　　自作関数fとは別のmain関数のブロック{}内では

static int a;

により

　　　自作関数fの実行後

　　自作関数fのローカル変数aに数値２が格納されたままとなっても

　　自作関数fのローカル変数aを利用することはできません

　そもそも

main関数のブロック{}内では

　　自作関数fのローカル変数aを利用できません。

これらがどのようなことを意味しているかは

これから述べていくとして

ところで次のように思われる方もいるのではないのでしょうか？

1回目の

f();

が実行された後

次に

2回目の

f();

が実行されると

すなわち

自作関数fの中身

static int a=1; /*変更されたのはここの部分ですね*/

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が1回実行されると

a++;

の働きにより

aの値が2になりますが

次に

2回目の

f();

が実行されると

すなわち

自作関数fの中身

static int a=1; /*変更されたのはここの部分ですね*/

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が実行されるとき

static int a=1; により

また

ローカル変数aに格納されている値は

a=1となり

そのa=1のデータをとりこんだ

printf("%dをとりこみました。\n",a);

が実行されて

1をとりこみました。

がコマンドプロンプト画面に表示されてしまうのでは？？　

このように思われるかもしれません。

ふつうはそう思われるはずです。

が

static int a=1; は　

１回目の自作関数fの実行

f();

の時のみ有効で

2回目の自作関数の実行以降は無効

記述されていないのと同じこととなります

2回目の自作関数の実行時には

static int a=1; に関係なく

１回目の自作関数f();の実行によって

変化した自作関数fのローカル変数aに格納された値が

2回目の自作関数fのローカル変数aにうけつがれます。

ですので

１回目のf();

の実行で

a=1からa=2に変化したローカル変数aの格納した値は

2回目のf();

の実行時においても維持され

2回目のf();

が実行される

つまり

2回目の

static int a=1; /*変更されたのはここの部分ですね*/

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が実行されるとき

static int a=1;と記述されているにもかかわらず

static int a=1;はないものとみなされ

自作関数fのローカル変数aに格納されている値は2のまま変化せず

printf("%dをとりこみました。\n",a);

が実行されて

2をとりこみました。

がコマンドプロンプト画面に表示されます

a++;

の実行により

ローカル変数aに格納されている値は

２から３に変化しますね

2回目のf();

の実行は終了しますが

つまり

2回目の自作関数fの定義のブロック{}内の命令文は全て実行されますが

このとき再び

ローカル変数aはメモリから消去されることなく

ローカル変数aもローカル変数aに格納されている値3も保持されます

ローカル変数aとローカル変数aに格納されている値3は

3回目のf();

の実行時においても維持されています

3回目のf();

つまり

static int a=1; /*変更されたのはここの部分ですね*/

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

が実行されると

static int a=1;と記述されているにもかかわらず

ローカル変数aに格納されている値は3のまま変化せず

printf("%dをとりこみました。\n",a);

の実行により

3をとりこみました。

がコマンドプロンプト画面に表示されます

そして

a++の働きにより

ローカル変数aに格納されている値は3から4に変化しますが

main関数の実行の終了とともに

ローカル変数aの名前、ローカル変数aに格納されている値

ともにメモリから消去されます

この

static int a=1;

のように

static変数宣言により作製される変数を

static変数といいます。

ただし

変数宣言static int a=1;によって

保存される変数aのデータ情報は

自作関数の{｝ブロック内のみとなっています。

いいかえると

自作関数が実行されたあと

自作関数が実行されるときのみ

変数aの情報は引き継がれるというわけです

変数宣言static int a=1;によって

作製された変数はグローバル変数になったわけではありません

ソースコードで

自作関数fを3回実行する命令文を

f();

f();

f();

のように記述したなら

１回目の

f();が

実行されることにより１から２に変化した自作関数fのローカル変数aの格納している値は

２回目の

f();が実行される際にも

自作関数fのローカル変数aに受け継がれています。

同様に

2回目の

f();が

実行されることにより

２から３に変化した自作関数fのローカル変数aの格納している値は

３回目の

f();

が実行される際にも受け継がれることになります

ですが

static変数といえども

ローカル変数aは自作関数fの定義のブロック{}内で変数宣言された自作関数fの💖ローカル変数なので💖

つまり

main関数のブロック{}内で変数宣言されたmain関数のローカル変数でないため

自作関数fのローカル変数aを

main関数のブロック{}内で使用することはできません。

自作関数fのローカル変数aの格納している値がstatic変数宣言により

自作関数fが実行されたのちも

自作関数fのローカル変数aで保持され続けることができたとしても

そもそも

自作関数fのローカル変数aは自作関数fの定義のブロック{}内でのみしか使用できません

メモリに変数名と変数に格納されるデータが保存されるstatic変数といえども

main関数のブロック{}内で使用することはできません

そのことを示すプログラムはこちらです

👇

#include <stdio.h>

void f(void) {

static int a = 1;

printf("%dをとりこみました。\n", a);

a++;

}

int main(void) {

f();

f();

f();

a=1;//👈ここに注目してください　main関数内で変数宣言されていない変数aを用いようとしています

return 0;

}

プログラムの実行結果（EAZY　IDECの場合）

ファイル「C:/Users/solarplexuss/AppData/Local/EasyIDEC/project/hhhhhhhh/main.c」の

「13行目」で記述エラーを発見しました。

「a」が定義されていません。

名前が間違っていないかどうか確認してください。

プログラムの実行結果（Visual Studioの場合)

エラー (アクティブ) E0020 識別子 "a" が定義されていません

エラー C2065 'a': 定義されていない識別子です。

ソーラー「static変数aといっても

main関数のブロック{}内で変数宣言されていない変数だから

main関数のブロック{}内でaを用いることはできないってわけだね」

アレサ「はい

また

static int a=1;

の部分を次のように

static int a;

a = 1;

と分離して記述してしまうと

static変数aは生成されているのですが

プログラムの仕組み上

プログラムの実行結果は

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

が表示されます。

そのことを示すプログラムはこちらです

👇

#include <stdio.h>

void f(void) {

static int a;

a = 1;

printf("%dをとりこみました。\n", a);

a++;

}

int main(void) {

f();

f();

f();

return 0;

}

プログラムの実行結果

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

アレサ「これは

1回目のf();

が実行されると

つまり

自作関数fのブロック{}内の命令文

static int a;

a = 1;

printf("%dをとりこみました。\n", a);

a++;

が実行されると

aに格納されている値1は

a++;のはたらきにより

aに格納されている値は2となります

static int a;

の働きにより

static変数aと

aに格納されている値2は

1回目の

f();

の実行の後も

メモリに保存されたままとなっています。

この状態で２回目の

f();

の実行に移ります

２回目のf();

が実行されるとき

自作関数fのブロック{}内の命令文

static int a;

a = 1;

printf("%dをとりこみました。\n", a);

a++;

が実行されることになります

static int a;

の部分は

無効となっているのですが

その次の命令文

a=1;

の働きにより

aに格納される値は2から1に変化します

その状態で

printf("%dをとりこみました。\n", a);

が実行されるので

２回目のf();

が実行されると

コマンドプロンプト画面には

1回目のf();

の実行の時と同じく

1をとりこみました。

が表示されます。

そして

a++;

の働きにより

aに格納されている値は

再び

1から2に変化します。

static int a;

の働きにより

static変数a

と

aに格納されている値2は

２回目の

f();

の実行の後も

メモリに保存されたままとなっています。

この状態で3回目の

f();

の実行に移ります

3回目のf();

が実行されるとき

自作関数fのブロック{}内の命令文

static int a;

a = 1;

printf("%dをとりこみました。\n", a);

a++;

が実行されることになります

static int a;

の部分は

無効となっているのですが

a=1;

の働きにより

aに格納される値は2から１に変化します

その状態で

printf("%dをとりこみました。\n", a);

が実行されるので

３回目のf();

が実行されると

コマンドプロンプト画面には

２回目のf();

の実行の時と同じく

1をとりこみました。

がコマンドプロンプト画面に表示されます。

そして

printf("%dをとりこみました。\n", a);

の次に実行される命令文

a++;

の働きにより

aに格納されている値は

再び

1から2に変化します。

このようなわけで

プログラムの実行結果

1をとりこみました。

1をとりこみました。

1をとりこみました。

が

コマンドプロンプト画面に表示されることになります。

static int a=1;

を

static int a;

a = 1;

のように記述してしまうと

static変数aを作製する意味がなくなってしまうのです

static int a;

a = 1;

でなく

static int a=1;

と表記されていなければならないのですね(^_^)/」

😊

他のどこかのサイトのプログラムでも参考書でも

static int a=1;

のように

aのstatic変数宣言と初期化が同時に実行されているのをみかけますね

😊

ソーラー「static は使い方が繊細だね。

これとは違うお話になるけど

#include <stdio.h>

int main(void){

int a=1;

printf("%d",a);

return 0;

}

プログラムの実行結果

1

このように

main関数が実行され

コマンドプロント画面に

プログラムの実行結果が表示されたときも

main関数のブロック{}内で変数宣言された

int a=1;

によって作成された変数aのデータ情報

つまり変数aも

変数aに格納されている数値1も

コンピュータのメモリの節約のため

メモリから消えてしまってるんだ。

さらに

#include <stdio.h>

int a=1;//👈aのグローバル変数宣言です

int main(void){

printf("%d",a);

return 0;

}

プログラムの実行結果

1

このように

aのグローバル変数宣言int a=1;

が

実行されている場合でも

main関数が実行され

プログラムの実行が終了すると

グローバル変数宣言

int a=1;

によって作成された変数aのデータ情報

つまり変数aも

変数aに格納されている数値1も

コンピュータのメモリの節約のため

メモリから消えてしまってるんだ。

こうすることにより

コンピュータのメモリが

データでいっぱいふさがっていて

新たに

ほかのプログラムを使用できません

ということを防いでいるんだね」

😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊😊

ソーラー「じゃじゃ～～ん😝

くりかえしま～す」

マックス「えぇっ？くりかえすのがはやってるのかぁ？」

ソーラー「

　　自作関数のブロック{}内で

　　　　 変数宣言されたローカル変数は

　　　🍓自作関数が《１回》実行されるごとに🍓

🍓つまり自作関数のブロック{}内の命令文が実行されるごとに🍓

　　　　　　　コンピュータのメモリの節約のため

　　　　　 メモリから消えてしまうのにゃ　

　　　　　もちろんローカル変数に格納されたデータもにゃ　　　

　　　　　　　　　　　　　だから

　　ローカル変数に格納された数値データが変化していたとしても

　　　　　　　　その数値データ情報は保持されず

　　　　　　　 　　🍋きれいさっぱりと🍋

　　　　コンピュータのメモリ内から消えてしまうのにゃ

👆この文章の

コンピュータのメモリの節約のため

とはどういうことかな？」

アレサ

「新たなプログラムをもちいてコンピュータのメモリが

どのように節約されるかを一緒に考察していきます」

ソーラー「OK!～～～っ😝　アレサ」

アレサ「以下のプログラムでは

自作関数fの定義内で

static int a;

ではなく

int a;

が設定されています」

👇

#include <stdio.h>

void f(void){

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

int main(void){

f();

f();

f();

return 0;

}

アレサ「

このプログラムでは

まず　main関数内で

先頭の命令文

f();

が実行されます

そのとき

コンピュータは自作関数fの定義

void f(void){

int a;

a=1;

printf("%dをとりこみました。\n",a);

a++;

}

を参照しています。

1番目のf();が実行されると

aの値はa++;によりa=2になっています。

ですが

f();の終了と同時に

変数a

と

変数aに格納されているデータ2はコンピュータのメモリから消えてしまいます

もし　このまま

変数a

と

変数aに格納されている数値データ2

の情報をコンピュータのメモリに記憶したなら

２回目のf();にそのデータは受け継がれるので

それはそれでメリットはあるのですが

この仕組みが定常化された場合

変数a

と

変数aに格納されているデータ2

は

コンピュータのメモリに記憶されつづけることになります

あるメモリを占有しつづけることになります

コンピュータのメモリとは　

計算のため短期的にデータを保持する部分なのですが

データを保持するには上限があります。

メモリがデータで　いっぱいになると　計算ができなくなります。

そこで　そのような事態をさけるため　メモリの容量を確保するために

メモリに格納されているa=2のデータを

ローカル変数aごと

f();の実行が終了するごとに

コンピュータのメモリから削除するのです

もしかしたら

メモリ容量の少なかった昔のコンピュータにとって　

a=2のデータを　メモリに保持しつづけるのは

大変だったのかもしれないのです　

そこで

　　自作関数のブロック{}内で

　　　　 変数宣言されたローカル変数は

　　　🍓自作関数が《１回》実行されるごとに🍓

🍓つまり自作関数のブロック{}内の命令文が実行されるごとに🍓

　　　　　　　コンピュータのメモリの節約のため

　　　　　 メモリから消す

　　　　　ローカル変数に格納されたデータも　　　

　　　　　　　　 メモリから消す

このような仕組みが

採用されたのかもしれませんね」