天国にいけるＣ言語入門 ヘキサ構造体 ver２.2126

ここでポインタ変数を導入してみます

メモリとアドレスと変数の関係について学んでみましょう

こんにちは　アレサです。　

午前は

現在、このカクヨムでも連載されている

プレミアム ミリオンセラー作家

佐月　詩 さん原作の

　　　　　　　　　　　　長編映画　「ft王」

　　　　　　 　　～そして、清らかさの意味を知る～

　　　　　　　　　　　　　時の涙　　前編

をソーラーさん達みんなで見に行ってきました。

わくわくと感動で涙が止まりませんでしたの。

その余韻がまだ残っています。

午後からは

今日は、しとやかにメモリとアドレスのお話をしてみたいとおもいます。

アドレスとはコンピュータ内のメモリにデータを保存するときに

そのデータを格納するメモリに

もとからつけられている番号（住所）のことです。

番号（住所）がわかれば、

そこに保存されているデータを

その番号（住所）をつかって呼び出すことができるわけなんです。

いままで　

コンピュータのメモリに

変数を用いてデータを格納してきました。

変数とデータを格納するメモリにつけられているアドレスには

対応関係があります

例えば　int型（４バイト）の変数aならば

変数aに格納される数値は

数値1なら

00000000 00000000 00000000 00000001

👆　　　　👆　　　　👆　　　　👆

1バイト　1バイト　1バイト　　1バイト

数値2147483647なら

11111111 11111111 11111111 11111111

👆　　　　👆　　　　👆　　　　👆

1バイト　1バイト　1バイト　　1バイト

のように

４バイトのメモリにわたって格納されることになります

コンピュータは

1バイトを基準としてデータを管理する仕組みとなっており

その1バイトごとにアドレスが割り当てられていますので

変数aは

例えば

0019FF54

0019FF55

0019FF56

0019FF57

のような４つのアドレスをもっていることになります

変数aのアドレス（データを格納するメモリにつけられている番号（住所））

は

アドレス演算子&を変数aにもちいて&aのように表記されますが

&aは

変数aが持っている４つのアドレス

0019FF54

0019FF55

0019FF56

0019FF57

のうち

先頭のアドレス0019FF54だけを表しています。

この&aが

変数aが持っている４つのアドレス

0019FF54

0019FF55

0019FF56

0019FF57

のうち

先頭のアドレス0019FF54だけを表すというシステムは

C言語のなかでいたるところで見られます。

ですので

おぼえておられるとC言語の理解がより深まることになると思われますの😊

実際にプログラムを組んで

変数aのアドレス &aがどのような数値になっているか

確かめてみましょう。

#include <stdio.h>

int main(void){

int a=1;

printf("変数aに格納された値は％dです。\n",a);

printf("変数aのアドレスは%pです。\n",&a);

/*ここで変数aのアドレス情報を知るために

変数aに

アドレス演算子&がつかわれています。

&aはコンピュータのメモリに2進数数値で格納されています。

2進数数値でメモリに格納されている

アドレス&aを16進数でprintf出力表示させるために

%p出力変換指定子がもちいられています*/

return 0;

}

コンパイル結果

EAZY IDECの場合

変数aの値は1です。

変数aのアドレスは0019FF54です。

Visual Studioの場合

ビルド実行結果

変数aの値は1です。

変数aのアドレスは00CFFC7Cです。

まず、変数宣言、初期化

int a=1;

をおこない,

そのあと変数aのアドレスである&aをprintf出力表示しています。

Visual Studioの場合

では

初期化

int a=1;

あるいは

変数aに数値データを代入しなければ

変数aのアドレス&aを取得することはできません。

統合開発環境EAZY IDECでは

初期化

int a=1;

を行わなくても

あるいは

変数aに数値データを代入しなくても

変数aのアドレス&aを取得することはできます。

#include <stdio.h>

int main(void){

int a;

printf("変数aの値は%dです。\n",a);

printf("変数aのアドレスは%pです。\n",&a);

return 0;

}

コンパイル結果

変数aの値は4198543です。

変数aのアドレスは0019FF54です。

Visual Studioの場合

エラー C4700 初期化されていないローカル変数 'a' が使用されます

と表示されビルドエラーになります。

変数aの初期化を行わないと

いつも通りお馴染みのモンスター数値さん

4198543が変数aに格納されていますね。

ですが、

変数aのアドレスは

（EAZY IDECの場合のみ）

変数aが初期化されるされないにかかわらず0019FF54となっています。

もうすこし試してみたいと思います

int a=5;

と

aに数値5を代入して初期化した場合

変数aのアドレスはどうなっているのでしょうか？

#include <stdio.h>

int main(void){

int a=5;

printf("変数aの値は%dです。\n",a);

printf("変数aのアドレスは%pです。\n",&a);

return 0;

}

コンパイル結果

EAZY IDECの場合

変数aの値は5です。

変数aのアドレスは0019FF54です。

ビルド結果

Visual Studioの場合

変数aの値は5です。

変数aのアドレスは00EFFBDCです。

EAZY IDECの場合では

変数aのアドレスは0019FF54ですね。

変数aに格納される数値の値にかかわらず

変数aのアドレスは同じということになります。

ですが

Visual Studioの場合

変数aに5が代入されているときのビルド実行結果

変数aの値は5です。

変数aのアドレスは00EFFBDCです。

と

変数aに1が代入されているときのビルド実行結果

変数aの値は1です。

変数aのアドレスは00CFFC7Cです。

の時と

変数aのアドレスは違ってきています。

コンパイラがことなるので

違った命令がコンピュータに与えられているというわけです

この辺りはコンパイラの仕様の違いとなっています。

EAZY IDECの場合

この変数aはint型なので４バイトの容量をもち

その連続した4バイトのうちの

先頭の1バイトのアドレスが0019FF54となっています。

Visual Studioの場合

この変数aはint型なので４バイトの容量をもち

その連続した4バイトのうちの

先頭の1バイトのアドレスが00CFFC7Cとなっています。

それでは３つの変数a,b,cの変数宣言、初期化をおこなうと

そのアドレスはどのように表示されるでしょうか？

#include <stdio.h>

int main(void) {

int a = 5;

printf("変数aの値は%dです。\n", a);

printf("変数aのアドレスは%pです。\n", &a);

int b = 10000;

printf("変数bの値は%dです。\n", b);

printf("変数bのアドレスは%pです。\n", &b);

int c = 12;

printf("変数cの値は%dです。\n", c);

printf("変数cのアドレスは%pです。\n", &c);

return 0;

}

EAZY IDECの場合

コンパイル結果

変数aの値は5です。

変数aのアドレスは0019FF54です。

変数bの値は10000です。

変数bのアドレスは0019FF50です。

変数cの値は12です。

変数cのアドレスは0019FF4Cです。

アレサ「

3つの

変数a

変数b

変数c

を作製すると

その

変数a

変数b

変数c

に対応する3つのアドレスが存在することになります。

このときメモリ内では

0019FF54👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF53

0019FF52

0019FF51

0019FF50👈変数bと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4F

0019FF4E

0019FF4D

0019FF4C👈変数cと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4B

0019FF4A

0019FF49

と

仲良く

変数aの管理している４つのアドレス

と

変数bの管理している４つのアドレス

と

変数cの管理している４つのアドレス

が連続してならんでいます。

変数aよりあとに変数bを作製したのに

なぜか

変数bのアドレスの番号は

変数aのアドレスの番号よりちいさくなっています

つまり

下の図のように

新しい変数を作成するたびに

0019FF54👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF53

0019FF52

0019FF51

0019FF50👈変数bと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4F

0019FF4E

0019FF4D

0019FF4C👈変数cと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4B

0019FF4A

0019FF49

と

だんだん小さいアドレスのメモリが

新たに作成された変数に

割り当てられています。

この場合は

新しい変数を作成するたびに

新しい変数には

だんだん小さいアドレスのメモリが割り当てられていますが

場合によっては

これとは逆に

新しい変数を作成するたびに

0019FF4C👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4D

0019FF4E

0019FF4F

0019FF50👈変数bと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF51

0019FF52

0019FF53

0019FF54👈変数cと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF55

0019FF56

0019FF57

と

だんだん数値の大きいアドレスのメモリが新たに作製される変数に

割り当てられることもあります。

ここでは

0019FF54👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF53

0019FF52

0019FF51

0019FF50👈変数bと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4F

0019FF4E

0019FF4D

0019FF4C👈変数cと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4B

0019FF4A

0019FF49

のように

だんだん数値の小さいアドレスのメモリが新たに作製される変数に

割り当てられているとします。

このとき

int型の変数aに格納される数値は

0019FF54👈

0019FF53👈変数aという名前で

0019FF52👈この４つのアドレスのメモリは管理されています

0019FF51👈

この４つのアドレス番号のついたメモリに格納されます。

この状態の

int型の変数aに数値1234567を格納するとしましょう。

数値1234567は2進数に変換されて

コンピュータのメモリに

2進数で

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

と格納されます

そのとき

2進数数値

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

は

0019FF54👈

0019FF53👈変数aという名前で

0019FF52👈この４つのアドレスのメモリは管理されています

0019FF51👈

のアドレス番号のついたメモリに

0019FF54のアドレス番号のついたメモリに10000111‬

0019FF53のアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF52のアドレス番号のついたメモリに‭00010010

0019FF51のアドレス番号のついたメモリに00000000

と格納されていきます

そのとき

0019FF54のアドレス番号のついたメモリに00000000

0019FF53のアドレス番号のついたメモリに‭00010010

0019FF52のアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF51のアドレス番号のついたメモリに10000111‬

ではなく

0019FF54のアドレス番号のついたメモリに10000111‬

0019FF53のアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF52のアドレス番号のついたメモリに‭00010010

0019FF51のアドレス番号のついたメモリに00000000

と格納されていきます。

つまり

2進数数値

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

の小さな位から８つずつ

0019FF54のアドレス番号のついたメモリに10000111‬

0019FF53のアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF52のアドレス番号のついたメモリに‭00010010

0019FF51のアドレス番号のついたメモリに00000000

格納されていきます。

次に

0019FF4C👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4D

0019FF4E

0019FF4F

0019FF50👈変数bと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF51

0019FF52

0019FF53

0019FF54👈変数cと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF55

0019FF56

0019FF57

と

新たに作製される変数にだんだん数値の大きいアドレスのメモリが

割り当てられているとします。

この状態の

int型の変数aに数値1234567を格納するとしましょう。

数値1は2進数に変換されて

コンピュータのメモリに

2進数で

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

と格納されます

そのとき

2進数数値

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

は

0019FF4C👈変数aと名づけられ管理されている４つのアドレス

0019FF4D

0019FF4E

0019FF4F

のアドレス番号のついたメモリに

0019FF4Cのアドレス番号のついたメモリに10000111

0019FF4Dのアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF4Eのアドレス番号のついたメモリに00010010

0019FF4Fのアドレス番号のついたメモリに00000000

と格納されていきます

そのとき

0019FF4Cのアドレス番号のついたメモリに00000000

0019FF4Dのアドレス番号のついたメモリに00010010

0019FF4Eのアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF4Fのアドレス番号のついたメモリに10000111

ではなく

0019FF4Cのアドレス番号のついたメモリに10000111

0019FF4Dのアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF4Eのアドレス番号のついたメモリに00010010

0019FF4Fのアドレス番号のついたメモリに00000000

と格納されていきます。

つまり

2進数数値

00000000‭000100101101011010000111‬(32ビット）

の小さな位から８つずつ

0019FF4Cのアドレス番号のついたメモリに10000111

0019FF4Dのアドレス番号のついたメモリに11010110

0019FF4Eのアドレス番号のついたメモリに00010010

0019FF4Fのアドレス番号のついたメモリに00000000

と

格納されていきます。」