ポインタと構造体

• 構造体とは、関連する複数のデータをひとつにまとめ、扱いやすくするためのもの。
• 例えば、人間であれば、名前、年齢、電話番号などのデータをひとまとまりにした人間構造体を定義できる。
• どのようなデータメンバを持たせるかは、構造体をどう使用したいかに依存する。
• 関数にひとまとまりのデータを渡す場合、構造体にして、ポインターを渡すことがよくある。
  それぞれのデータを引数に記述すると、引数の数が多くなり文書性や低下するなどの弊害があるからだ。

    func("okada", 24, 180, 70, true);    //  引数に各データを指定した場合
    
            ↓ 構造体化により、関数コール時の引数をスッキリ
    
    struct Person {
        std::string  m_name;      // 名前
        int    m_age;                 //  年齢
        int    m_height;              // 身長
        int    m_wait;                 // 体重
        .....
    };
    Person *ptr = new Person("okada", 24, 180, 70);
    func(ptr, true);      // 関数コール時の引数がスッキリしたでしょ

• 単方向・双方向リストはノート構造体を定義し、必要に応じてノードを動的に生成破棄する。 ノードにアクセスするときは、ポインタを使いノードのデータを間接的に参照する。
• ポインタと構造体の組み合わせは非常によく使用する、応用範囲の広いテクニックだぞ。

構造体宣言

• 構造体は「struct」で始め、構造体・クラス名 { メンバ宣言... }; という書式で宣言する。

    struct Hoge
    {
        int    m_data;    //  データメンバ
        int    m_foo;      //  データメンバ
        .....
    };

• 古いCでは typedef struct タグ名 { メンバ変数宣言… } 構造体名; という書き方をする。
• この書き方は現在でも可能であるが、冗長なので、使用しない方がよいと考える。

演習問題：

1. int 型の x座標（m_x）、y 座標（m_y）をメンバに持つ Point 構造体を宣言しなさい。
2. int 型の値（m_value）と次のノードへのポインタ（m_next）をメンバに持つ Node 構造体を宣言しなさい。

生成と破棄

C の場合

• 構造体名をTとすると、T *ptr = (T *)malloc(sizeof(T)); で構造体を生成し、そのアドレスを ptr に格納する。
• malloc() で生成した構造体を破棄する場合は free(ptr); を実行する。
• malloc() で生成した場合、データは不定なので、自分で初期化する必要がある。

    Hoge *ptr = (Hoge *)malloc(sizeof(T));
    ptr->m_data = 1;
    ptr->m_foo = 2;
    ...
    free(ptr);

• calloc(size_t) はアロケートしたメモリを0クリアすることが保証されている。データを全て0に初期化したい場合は、この関数を使うとよい。

C++ の場合

• 構造体名をTとすると、T *ptr = new T; で構造体を生成する。
• ptr = new T(); と丸括弧を記述してもよい。
• 単に T obj; と記述すると、現在のスコープ内で、構造体が生成される。
• 注意： T obj(); と記述すると、T 型を返す関数宣言と見なされるので、この場合は空の丸括弧「()」を付加してはいけない。
• ptr = new T; で生成したオブジェクトを破棄する場合は delete ptr; を記述する。
• データの初期化は malloc() の場合と同じように、生成後に行う。
• 実は構造体でもクラスと同じようにコンストラクタを定義し、そこでメンバ変数を初期化することができる。
• その方法は次章「ポインタとクラス」で説明する。

演習問題：

1. 前節演習問題の Point 構造体を new/delete または malloc/free 使って生成、破棄するコードを書きなさい。
2. 前節演習問題の Node 構造体を new/delete または malloc/free 使って生成、破棄するコードを書きなさい

メンバの参照

• ポインタ ptr が指す先の構造体のデータメンバは「ptr->メンバ名」で参照する。
• ptr->メンバ名 = 式; でメンバに値を代入することもできる。
• (*ptr).メンバ名 で参照してもよい。
• 実態とポインタで、メンバを参照するための演算子が異なるのは C の文法上の不備

演習問題：

1. Point 構造体へのポインタを引数にとり、座標値を表示する関数 void print(Point *ptr); を実装しなさい。
2. Point 構造体へのポインタ、x座標、y座標を引数にとり、座標値を設定する関数 void setXY(Point *ptr, int x, int y) を実装しなさい。

　

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