1. ２次元配列
2. ２次元配列とポインタ
3. 関数への２次元配列の受け渡し

２次元配列

２次元配列を宣言する

int a[2][3];

int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};	//２次元配列の初期化
	int i,j;

	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d\n",i,j,a[i][j]);
		}
	}
    
	return 0;
}

演習

1. 次は、２行３列からなるint型の行列maとmbの各要素の値を入力して、その和を行列mcに格納した結果を表示するプログラムです。空欄を埋めてプログラムを完成させなさい。
array2add.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int [[空欄ア]];
	int i,j;

	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("[[空欄イ]] = ",i,j);
			scanf("%d",[[空欄ウ]]);
		}
	}
	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("[[空欄エ]] = ",i,j);
			scanf("%d",[[空欄オ]]);
		}
	}
	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			mc[i][j] = [[空欄カ]];
		}
	}

	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("%4d",[[空欄キ]]);
		}
		printf("\n");
	}

	return 0;
}

実行結果の例

ma[0][0] = 1
ma[0][1] = 2
ma[0][2] = 3
ma[1][0] = 4
ma[1][1] = 5
ma[1][2] = 6
mb[0][0] = 7
mb[0][1] = 8
mb[0][2] = 9
mb[1][0] = 10
mb[1][1] = 11
mb[1][2] = 12
   8  10  12
  14  16  18

二次元配列とポインタ

二次元配列のメモリ配置

二次元配列は配列の配列

配列とポインタ

配列のポインタ

	int a[2][3] = {{11,12,13},{21,22,23}};
	int (*p)[3];

	p = a;

各行の開始アドレス

ポインタの配列

ダブルポインタ

プログラミング実験

1. [実験1]　配列のメモリアドレスを表示する
　次のプログラムを入力、コンパイル、実行して配列の各要素の先頭アドレスを調べて、メモリ配置図を描きなさい。

apointer1.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int i,j;

	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,a[i][j], &a[i][j]);
		}
	}
    
	return 0;
}



2. [実験2]　配列名が配列の開始アドレスであり配列を示すポインタであることを確認する
　二次元配列の配列名が配列の開始アドレスを示していること、配列名に＋１することで次の行の先頭アドレスを示すこと、すなわちポインタであることを次のプログラムを入力（追加）、コンパイル、実行することで確認しなさい。先のメモリ配置図に結果をわかりやすく追加記入しなさい。

apointer2.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int i,j;

	printf("配列名a      -> (%p)\n",a);		//配列の開始アドレス（０行目の先頭アドレス）
	printf("        a+1 -> (%p)\n",a+1);	//１行目の先頭アドレス
	
	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,a[i][j], &a[i][j]);
		}
	}

	return 0;
}

　配列名は配列の開始アドレスを示すポインタです。このポインタを＋１するとその値が次の行の先頭アドレスを示すことがわかります。このことから、配列名は配列の開始アドレスを示すと同時に０行目の先頭アドレスを示していることがわかります。さらに、このポインタを＋１すると４バイト×３要素分＝１２バイト分だけアドレスが増えることから、このポインタ（配列名）のサイズが１行当たりの要素数分（列数分）のサイズを持つことがわかります。


3. [実験3] 行の先頭アドレス
　二次元配列の要素の列を示す添字を省略しアドレス演算子を適用した&a[0]、&a[1]がそれぞれ０行目、１行目の先頭アドレスを示すことを、次のプログラムを入力、コンパイル、実行して確認しなさい。その結果を先のメモリ配置図にわかりやすく追加記入しなさい。
apointer3.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int i,j;

	printf("配列名a      -> (%p)\n",a);	//配列の開始アドレス（０行目の先頭アドレス）
	printf("          a+1 -> (%p)\n",a+1);	//１行目の先頭アドレス
	
	for(i=0; i<2; i++){
		printf("%d行目の先頭アドレス %p :\n", i,&a[i]);
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,a[i][j], &a[i][j]);
		}
	}

	return 0;
}




4. [実験4] ポインタ変数の型と配列へのポインタ
　int型へのポインタpに配列の開始アドレスaを代入し、このポインタを使って要素を参照するプログラムです。しかし、入力（追加・修正）し、コンパイルすると警告(Warning)が発生します。なぜ、警告が出されたのかコンパイラのWarningを参考に考察しなさい。
apointer4.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int *p;		//ポインタ
	int i,j;

	printf("配列名a      -> (%p)\n",a);	//配列の開始アドレス（０行目の先頭アドレス）
	printf("          a+1 -> (%p)\n",a+1);	//１行目の先頭アドレス

	p = a;		//ポインタに配列の開始アドレスを代入
	for(i=0; i<2; i++){
		printf("%d行目の先頭アドレス %p :\n", i,&a[i]);
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d (%p)\n", i, j, *(p+i*3+j), p+i*3+j);
		}
	}

	return 0;
}

　ポインタpは int *型(4バイト）で宣言されています。一方、配列名であるポインタaは行の先頭を示すポインタであり、12バイトのサイズを持つ int (*)[3]型でした。そのため、コンパイラは型が異なるとのWarningを発したわけです。
　では、この場合どのように修正したらよいでしょうか。各要素の参照を *(p+i*3+j)、先頭アドレスから１バイトずつ増加するようにして実現しています。これに合わせて、ポインタpは int *型のままにして、配列aの先頭要素のアドレス&a[0][0]を代入することにします。

p = a ---修正---> p=&a[0][0]


5. [実験5] 配列の要素へのポインタ
　ポインタを int (*)[3]型に変更した場合の配列の参照方法について確認しましょう。配列へのポインタpは要素３個分の大きさなので、*(p+1)は１行目の先頭の要素、配列の先頭からは４つ目の要素を示すことになります。では、ポインタpを使って配列の先頭から２つ目の要素を示すためにはどうしたらよいでしょうか？

apointer5.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int (*p)[3];		//サイズがint型3個分のポインタ
	int i,j;

	printf("配列名a      -> (%p)\n",a);	//配列の開始アドレス（０行目の先頭アドレス）
	printf("          a+1 -> (%p)\n",a+1);	//１行目の先頭アドレス

	p = a;		//ポインタに配列の開始アドレスを代入
	for(i=0; i<2; i++){
		printf("%d行目の先頭アドレス %p :\n", i, p+i);
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("a[%d][%d] = %2d (%p)\n", i, j, *(*(p+i)+j), *(p+i)+j);
		}
	}

	return 0;
}

　ポインタpの実体である*pはポインタpが示すアドレスになり、その型はint型（４バイト）になります。


6. [実験6]ポインタの配列
　ポインタを要素とする配列を使って、２つの配列を扱う方法を確認しましょう。次の例では、2個のint型ポインタからなる配列*p[]を使って、それぞれの要素に、一次元配列aとbを指し示すように初期化しています。こうすることで、ポインタpを使って２つの配列をあたかも２次元配列のように扱うことができます。
apointer6.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a[3] = {11,12,13};
	int b[3] = {21,22,23};
	int *p[2] = {a,b};		//int型ポインタ2個からなる配列を初期化
	int i,j;

	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("p[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,p[i][j],&p[i][j]);
			//printf("p[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,*(p[i]+j),p[i]+j)	//上記と同じ
			//printf("p[%d][%d] = %2d (%p)\n",i,j,*(*(p+i)+j),*(p+i)+j); //上記と同じ
		}
	}

	return 0;
}



7. [実験7]ダブルポインタはポインタへのポインタ
　ダブルポインタはポインタ名の前に２つのアスタリスク＊を付けて宣言する変数です。ダブルポインタはポインタを指し示す役割を担うことができます。すなわち、ポインタが格納されているアドレスを格納するための変数です。次のプログラムを入力、コンパイル、実行して、ダブルポインタの使い方の確認をしなさい。また、結果を簡単な図を使って示しなさい。
dpointer.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a;
	int *p;
	int **pp;

	a = 1000;
	p = &a;
	pp = &p;

	printf(" a = %d (%p)\n", a,&a);
	printf(" p-> %d (%p)(%p)\n", *p,p,&p);
	printf("pp-> %d (%p)(%p)\n", **pp,pp,&pp);
	return 0;
}

まとめ

関数への二次元配列の受け渡し

void func(int a[2][3])
{
	・・・
}

void func(int a[][3])
{
	・・・
}

void func(int (*a)[3])
{
	・・・
}

void func(int *a, int row, int col)
{
	・・・
}

演習

1. 次のプログラムは２行３列の配列の各要素を２倍した値を別の配列に格納した結果を表示するプログラムです。空欄を埋めて完成させなさい。この際、空欄には複数の記述方法が当てはまることを確認しなさい。関数twiceは、２行３列の配列aを受け取って、その各要素を２倍した結果を配列bに格納する関数です。
twice.c

#include <stdio.h>

void twice([[空欄ア]], [[空欄イ]]);
void print_array(int a[][3]);

int main(void)
{
	int a[2][3]  = {{0,1,2},{3,-1,5}};
	int b[2][3];

	twice(a,b);
	print_array(a);
	print_array(b);

	return 0;
}

void twice([[空欄ア]], [[空欄イ]])
{
	int i,j;
	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			b[i][j] = a[i][j] * 2;
		}
	}
}

void print_array(int a[][3])
{
	int i,j;
	
	puts("\n------------");
	for(i=0; i<2; i++){
		for(j=0; j<3; j++){
			printf("%3d",a[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	puts("------------");
}

本日の提出課題

#include <stdio.h>
#define N 5		//学生数

/* 合計点を求めて設定する */
void setTotal(int m[][5])
{
	//ここを埋めて完成させる		
}

/* 値の交換 */
void swap(int *a, int *b)
{
	//ここを埋めて完成させる	
}

/* 成績一覧の並べ替え（合計点の高い順） */
void sort(int m[][5])
{
	//ここを埋めて完成させる
}

/* 成績一覧の表示 */
void printScore(int m[][5]){
	int i;
	
	printf("  No. | 国語 | 数学 | 英語 | 合計\n");
	printf("------+------+------+------|------\n");
	for(i=0; i<N; i++){
		printf(" %4d | %4d |",m[i][0], m[i][1]);
		printf(" %4d | %4d | %4d\n",m[i][2],m[i][3],m[i][4]);
	}
}

int main(void)
{
	int score[N][5] = { {1001,65,60,65,0},	//得点データ
				{1002,80,86,80,0},
				{1003,100,100,95,0},
				{1004,30,38,30,0},
				{1005,70,76,70,0}};
	setTotal(score);	//合計点を求めて得点データにセットする
	sort(score);		//成績の並べ替え（合計点順）
	printScore(score);	//一覧表示

	return 0;
}

• [提出方法]
• 電子メールの添付ファイルとして提出してください。宛先は指定のアドレスです。
• 表題は、課題４とします。
• メール本文には、プログラムを完成させるまでに苦労した点などを記述すること。
• 添付ファイルは下記の２点です。
1) ソースコード・ファイル kadai3-4.c
2) 実行結果画面(ウインドウのみ)のハードコピーの画像ファイル kadai3-4.jpg


• [実行結果画面のハードコピーの取り方]
1. [メニュー]→[アクセサリ]→Snipping Toolを起動する。ただし、Snipping Toolのウインドウが実行画面に重ならないように、必要に応じてウインドウを移動すること。
2. タイトルバーを含めた実行結果画面をマウスドラッグして選択して、キャプチャする。
3. メニューから「ファイル」→「名前をつけて保存」を選択する。ファイルの種類にはJPG形式を選択して、保存先フォルダを選び、ファイル名を付けて「保存」する。
※Windows10(creators update以降)では、Windows+Shift+S　キーを押して、キャプチャしたい矩形領域をドラッグして、クリップボードにコピーします。アプリ「切り取り＆スケッチ」が起動したら、画像をJPG形式で保存します。


• [評価について]
プログラムの内容の評価とは別に以下の要件を満たすことを評価の前提とする。
1. ソースコードがC言語で記述されていること。
2. 提出されたソースコードファイルをコンパイルし、ワーニングやエラーが出力されないこと。scanfをscanf_sとすべきワーニングについては除外する。
3. 提出されたソースコードファイルから生成される実行形式ファイルを実行した結果、所定の出力結果が得られること。
4. 提出されたソースコードは、インデントや適当な改行が施された見やすい状態であること。
5. 変数の利用目的、処理や判定の意味など必要と思われる解説を簡潔にコメント文として付けること。
6. 提出された実行結果の画面コピーは、コマンドプロンプトのウインドウのみとすること。


• [提出期限]
2019年 １０月１６日（水）午後２時まで