C言語における変数・配列のメモリ配置の仕組み、メモリア
ドレスの取得・表示方法の理解。
【学習内容の構成】
1. 関数とメモリエリア：関数ごとに独立したメモリエリア
が割り当てられる仕組み
2. メモリアドレス：変数に付けられた「住所」としてのア
ドレス概念
3. アドレス操作：「&」演算子によるアドレス取得と
「%p」による表示
4. 配列のメモリ配置：配列要素が連続したメモリ領域に順
番に格納される構造
5. バイナリ形式ファイル：メモリ内容をそのままファイル
に読み書きする方法
• 前提：C言語の基本文法、配列、関数の知識
• 意義：ポインタ理解への基盤構築、低レベルなデータ操作
の理解
2
例題１．棒グラフを描く
• 整数の配列から，その棒グラフを表示する
• ループの入れ子で，棒グラフの表示を行う（参考：第
６回授業の例題３）
• 棒グラフの１本の棒を画面に表示する機能を持っ
た関数を補助関数として作る
•3
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
例題：棒グラフ
•4
配列の宣言
配列から読み出して，補助関
数 draw_bar に渡している
各自でビルド，実行して，
動作を確認して下さい
補助関数
draw_bar
棒グラフの１本の棒を
画面に表示する機能
実行結果の例
•5
棒グラフが表示される
プログラム実行順
• 普通，プログラム中の文は，上から下へ順に実行
される
• 関数呼び出しでは，関数の先頭に「ジャンプ」す
る．
関数呼び出しの例） draw_bar(a[i]);
• 呼び出された関数の中で return 文に出会うと，関
数呼び出しの場所に戻る．
•6
このことは，C言語が「手続き型言語」と言われる理由の１つ
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
プログラム実行順
•7
補助関数
メインの関数
プログラム実行は
メインの関数から
始まる
複数の関数を含む
プログラム
７回の繰り返し
関数 draw_bar を呼び出し
関数呼び出しの場所に戻る
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
メインの関数内の変数
•8
変数 i, ch, a
をメモリエリア中に確保
ここで使用
メインの関数内の変数
•9
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
この時点では
変数名
値 タイプ
i 7 int
ch
未使用
int
a
6,4,7,1,5,3,
2
int の配列
実際のメモリの中身
変数名
値 タイプ
i 7 int
ch
未使用
int
a
6,4,7,1,5,3,
2
int の配列
i
ch
a
•10
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
補助関数内の変数
•11
変数 i, ch, a
がメモリエリア中に確保される
ここで使用
変数 len, i
がメモリエリア中に確保される
ここで使用
#include "stdio.h"
#include <math.h>
void draw_bar( int len )
{
int i;
for (i=0; i<len; i++) {
printf("*");
}
printf("¥n");
return;
}
int main()
{
int i;
int ch;
int a[]={6,4,7,1,5,3,2};
for (i=0; i<7; i++) {
draw_bar(a[i]);
}
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
補助関数内の変数
•12
この時点では
変数名
値 タイプ
len
6 な
ど
int
i
6 な
ど
int
len は, 6, 4, 7, 1, 5, 3, 2 の値を取り，
i の値は len と等しい
変数名
値 タイプ
len
6 な
ど
int
i
6 な
ど
int
i
len
ページ１０で見たメモリの中身とは，メモリアドレスが違う
（個々の関数ごとに，個別のメモリエリアが割り当てられる）
実際のメモリの中身
•13
家と住所
•14
家名前 住所
福岡市東区
箱崎１丁目１番
Ａさんの家
Ｂさんの家
福岡市東区
箱崎２丁目２番
メモリアドレスとは
•15
メモリ
変数の中身
メモリアドレス
１８
107.75
rate
age
変数名
メモリアドレスとは
• すべてのデータには「メモリアドレス」が付けら
れている
変数の中身： 値
「１８」 「１０７．７５」 など
変数名： プログラム内で使うための名前
「age」, 「rate」 など
メモリアドレス：
変数のそれぞれに付けられた「住所」の
ようなもの
•16
例題２．変数のメモリアドレス表示
• 次の３つの変数を使って，「底辺と高さから，３
角形の面積を計算するプログラム」を作る．
底辺 teihen 浮動小数データ
高さ takasa 浮動小数データ
面積 menseki 浮動小数データ
• これら変数のメモリアドレスの表示も行う
•17
#include "stdio.h"
#include <math.h>
int main()
{
double teihen;
double takasa;
double menseki;
int ch;
teihen = 3;
takasa = 4;
menseki = teihen * takasa * 0.5;
printf("menseki = %f¥n",menseki);
printf("address(teihen) = %p¥n", &teihen );
printf("address(takasa) = %p¥n", &takasa );
printf("address(menseki) = %p¥n", &menseki );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
•18
「&」はメモリアドレス
の取得
「%p」はメモリアドレス
の表示
変数のメモリアドレス表示
•19
実行結果の例
表示された
メモリアドレス*
メモリアドレスの値が
ここでの「例」と違っている
ことはある（動作は正しい）
メモリアドレスと変数
•20
メモリ（模式図）
teihen
takasa
menseki
6.000000
4.000000
3.000000
変数名
メモリアドレス
0012FED0
0012FEC0
0012FEB0
実際のメモリの中身
変数名
値 タイプ
menseki 6 double
takasa 4 double
teihen
3
double
teihen
takasa
menseki
double 型の変数は
8 バイトになっている
•21
メモリアドレスの取得と表示
• 変数からメモリアドレスの取得
&: メモリアドレスを取得するための演算子
変数名（など）の前に付ける
• メモリアドレスの表示のための書式
%p: メモリアドレスを表示せよという指示
printf 文などで使用
•22
printf("address(teihen) = %p¥n", &teihen );
メモリアドレス
の取得
メモリアドレス
の表示
例題２ｂ．配列のメモリアドレス
• 次の２つの配列を使って，ベクトル（1.9, 2.8,
3.7）と，ベクトル（4.6, 5.5, 6.4）の内積を求め
るプログラムを作る．
ベクトル（1.9, 2.8, 3.7） u 要素数３の浮動小数の
配列
ベクトル（4.6, 5.5, 6.4） v 要素数３の浮動小数の
配列
• これら配列の要素について，メモリアドレスの表
示も行う
•23
#include "stdio.h"
#include <math.h>
int main()
{
double u[]={1.9, 2.8, 3.7};
double v[]={4.6, 5.5, 6.4};
int i;
double ip;
int ch;
ip = 0;
for (i=0; i<3; i++) {
ip = ip + u[i]*v[i];
}
printf("内積=%f¥n", ip);
printf("address(u[0]) = %p¥n", &u[0]);
printf("address(u[1]) = %p¥n", &u[1]);
printf("address(u[2]) = %p¥n", &u[2]);
printf("address(v[0]) = %p¥n", &v[0]);
printf("address(v[1]) = %p¥n", &v[1]);
printf("address(v[2]) = %p¥n", &v[2]);
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
•24
「&」はメモリアドレス
の取得
「%p」はメモリアドレス
の表示
各自でビルド，
実行して下さい
「{1.9, 2.8, 3.7}」のように書いて，
u[0], u[1], u[2] に値をセット
配列のメモリアドレス
•25
実行結果の例
表示された
メモリアドレス
メモリアドレス
•26
v[0]
v[1]
v[2]
u[0]
u[1]
u[2]
メモリ（模式図）
メモリアドレス
0012FEC0
4.6
5.5
6.4
1.9
2.8
3.7
0012FEC8
0012FED0
0012F0A0
0012FEA8
0012FEB0
配列とメモリアドレス
•27
添字
０
１
２
配列 u
（サイズは３）
添字
０
１
２
配列 v
（サイズは３）
２つの配列
メモリ内の配置
（配列の並びはそのままで
メモリに入る）
v[0]
v[1]
v[2]
u[0]
u[1]
u[2]
メモリアドレス
4.6
5.5
6.4
1.9
2.8
3.7
0012FEC0
0012FEC8
0012FED0
0012F0A0
0012FEA8
0012FEB0
実際のメモリの中身
v[0],v[1],v[2]
double 型の変数は
8 バイトになっている
u[0],u[1],u[2]
•28
バイナリ形式のファイル
•29
バイナリ形式の
ファイル
プログラムが使う
メモリ空間
メモリの中身がそのまま
ファイルに入る
読み出し： fread を使用
書き込み： fwritre を使用
Windows ビットマップファイル
•30
Windows ビットマップファイルの例
786,484 バイトのファイル
（バイナリ形式）
先頭１４バイト： ファイルヘッダ
先頭４０バイト*： ヘッダ
残り： 画像データの本体
（画像の種類によっては40より長い）
画像データの本体が
先頭から何バイト目か
(bfOffBits) など
幅 (biWidth)
高さ （ｂiHeight)
１画素あたりのビット数
(biBitCount)
圧縮法 (BiCompression)
→ 0 なら圧縮していない など
それぞれの格子が画素
•31
参考： メモリダンプ用プロ
グラム
•32
#include "stdio.h"
void dump_line( unsigned char *top_address )
{
unsigned char *p;
// 「%p」はポインタの表示
printf( "%p :", top_address );
// 以下，16進数での表示を16バイト分行う
for ( p = top_address; p < (top_address + 16); p++ ) {
// 「%2x」は16進数2桁での表示
printf( " %2x", *p );
}
// メモリの中身が，16進数で 20 以上 7e 以下のときは，「文字」もで表示
printf( "|" );
for ( p = top_address; p < (top_address + 16); p++ ) {
// 「%c」は文字（１文字）での表示
if ( ( (*p) >= 0x20 ) && ( (*p) < 0x7e ) ) {
printf( "%c", *p );
}
else {
printf( "." );
}
}
printf( "¥n" );
}
•33
// 16進数でメモリの中身を表示
void dump( unsigned char *address, int len )
{
unsigned char *current;
printf( "16 進数でメモリの中身を表示¥n" );
printf( " : 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f|0123456789abcdef¥n" );
printf( "---------:------------------------------------------------|----------------¥n" );
current = (unsigned char*) ( ( ( (int) address ) / 16 ) * 16 );
while ( current < (address + len) ) {
dump_line( current );
current = current + 16;
}
return;
}
int main()
{
char s[] = "89771843";
int ch;
dump( (unsigned char*)s, 16 );
printf( "Enter キーを1,2回押すと，プログラムが終了します¥n" );
ch = getchar();
ch = getchar();
return 0;
}
•34
