第10回：構造体　(12/1)

第9回演習：解答例

今週は，構造体を学びます．

以前学んだ配列は，同じ型のデータを多数まとめて扱う手段であった．
では，異なる型をまとめて扱う方法はないでしょうか．
たとえば，レポート提出状況をチェックするえんま帳を例にとると，

データは，学年，組，番号，点数が「整数型」，氏名が「文字列型」，平均点が「実数型」，判定が「文字型」となっており，ひとつの変数（配列）では取り扱うことができなさそうです．

今日の演習で学ぶ「構造体」は， 異なる型のデータをまとめて一つの変数として扱うための手法である．
構造体は，新しい変数の「型」を自分で作り出す役割をする．

構造体の定義

構造体を利用するには，まず既存の変数を組み合わせて，新しい「型」の構造体を定義する．

#include <stdio.h>

struct seiseki {
    int gakunen;
    int kumi;
    int bangou;
 
    char simei[25];
 
    int ten_1;
    int ten_2;
 
    float heikin;
    char hantei;
};

void main()
{
    ....
}

構造体の定義部分（赤色の箇所）記述は，関数の内側にも外側にも記述することができる．
関数の中で宣言すれば，その関数内のみで有効になる．（ローカル変数やグローバル変数と同様．）
以降，何度も登場する struct というキーワードは，「構造体」という意味である．

構造体の中身の変数（ここではgakunenやkumiなど）の要素一つ一つのことを，構造体のメンバと呼ぶ．

これで，新しい変数の「型」であるseiseki型が定義できた．

構造体の使い方

（１）まず，定義した構造体型の変数を使うための方法． 比較のために，intやfloat型の変数宣言も書いておく．

int i;       /*  整数型の変数，i  */
float r;     /*  実数型の変数， r  */
struct seiseki list2009;    /*  新しく定義した seiseki 型の変数，list2009  */

上で定義したseiseki型が構造体であることを示すために，structキーワードを必ず記する．
これで，成績データを格納する変数 list2009 が，使えるようになった．

（２）次に，構造体のメンバに値を代入する方法と，値を参照する方法をマスターしよう．

（２－a）代入する方法．

基本的には，構造体変数名．メンバ変数名　のように，構造体変数の名前と，メンバの変数の名前を ．（ピリオド,ドット）で結ぶ．
変数の名前がlist2009で，メンバ名がgakunen, kumi, ...なので，

list2009.gakunen = 2;
list2009.kumi = 7;
list2009.bangou = 1;
 
strcpy(list2009.simei, "メイジ");    /*  文字列の代入．下の注を参照！  */
 
list2009.ten_1 = 90;
list2009.ten_2 = 80;

また，変数の定義と同時に初期化するときは，配列の場合と同様に

struct seiseki list2009 = {2, 7, 1, "メイジ", 90, 80};

と，書くこともできる．

（２－b）次に，構造体変数の各メンバの参照方法．これは単純に

printf("番号 = %d 氏名 = %s ¥n", list2009.bangou, list2009.simei);

とすることで，値を取り出すことができる．

char name[25];
name = "meiji"

 
char name[20];
name[0] = 'm';
name[1] = 'e';
....

#include <stdio.h>
#include <string.h>   /*  文字列操作関数用のヘッダファイル  */
 
void main()
{
    char name[20];
    strcpy(name, "meiji");   /*  string copy関数．  */
}
 

構造体を関数へ渡す (1)値参照

以上は，構造体の書式と基本的な使い方でした．いよいよここからが本題．

まず，構造体を関数に渡してみよう．
関数に変数を渡すには，値参照とアドレス参照とがあるが，まずは値参照を使ってみよう．

#include <stdio.h>
 
struct seiseki {
    int gakunen;
    int kumi;
    int bangou;
 
    char simei[25];
 
    int ten_1;
    int ten_2;
 
    float heikin;
    char hantei;
};
 
/*  構造体のメンバをすべて表示する関数  */
 
void disp_all(struct seiseki list)
{
    printf("学年=%d¥n", list.gakunen);
    printf("　組=%d¥n", list.kumi);
    printf("番号=%d¥n", list.bangou);
 
    printf("氏名=%s¥n", list.simei);
 
    printf("点数１=%d¥n", list.ten_1);
    printf("点数２=%d¥n", list.ten_2);
}
 
void main()
{
    struct seiseki list2009 = {2, 7, 1, "メイジ", 90, 80};
    disp_all(list2009);      /*  関数に構造体を渡す  */
}
 

構造体であることを示す struct を記述すること以外は，通常の値参照による関数呼び出しと同じです．

構造体の配列

成績リストの例では，構造体1つに1人分の名前・成績データなどを格納できた．
これを用いて，全員分の名前や点数を一つの変数に保存するために，構造体を配列にすればよさそうである．
構造体変数も，通常の変数同様，配列を宣言することができる．

struct seiseki list2009all[100];

この例では，struct seiseki 型の変数を100人分，配列名を list2009all にする，という意味である．

構造体の配列の各要素の，メンバへの代入は，例えば配列の先頭の構造体へは

list2009all[0].gakunen = 2;
list2009all[0].kumi = 7;
list2009all[0].bangou = 1;
 
strcpy(list2009all[0].simei, "メイジ");    /*  文字列の代入．  */
 
list2009all[0].ten_1 = 90;
list2009all[0].ten_2 = 80;

とすることができる．配列の添え字用 [ ] と，構造体用のピリオド「．」の順序に注意！
普通の配列同様，添え字を変化させることにより，構造体の配列すべてのメンバを操作することができる．

配列の宣言と同時に，初期化する場合に限り，

struct seiseki list2009all[] = {
{2,1,1, "イクタ",10,20},
{2,1,2, "スルガダイ",5,10},
};
 

という記述が可能である．

構造体へのポインタ

通常の変数と同様，構造体変数へのポインタも宣言できる．

struct seiseki list2009;
struct seiseki *p;     /*  ポインタ変数  */
 
p = &list2009;                   /* list2009 のアドレスを p に代入．   */
printf("%s ¥n", (*p).simei);     /*  演算子の優先順位より，要括弧  */
 

最終行，printf の行では，
「ポインタ p の指す構造体の値 *p」の
「メンバ変数 simei」
を取り出したいので，演算子 * と演算子 . の優先順位から，*p 全体に括弧が必要です．（括弧が無いとコンパイルエラー．）

配列の場合も同様です．

struct seiseki list2009all[] = {
{2,1,1, "イクタ",10,20},
{2,1,2, "スルガダイ",5,10},
};
struct seiseki *p;
 
p = list2009;            /* 配列 list2009all の先頭アドレスを p に代入．p=&list2009all[0] と同じ意味．   */
 
printf("%s ¥n", (*p).simei);     /*  配列先頭のsimei，「イクタ」と表示される．  */
printf("%s ¥n", (*(p+1)).simei); /*  配列2番目のsimei，「スルガダイ」と表示される．  */
 

この場合も，2つ目の printf の行では，
「配列の先頭アドレス p に 1 を足したアドレス p+1 （＝配列の先頭の次のアドレス）」の
「構造体変数の値 *(p+1) 」の
「メンバ変数 simei の値」 を取り出したいので，同様に括弧が必要です．（無いとコンパイルエラー．）

構造体を関数へ渡す (2)アドレス参照

配列，構造体へのポインタが理解できたら，関数に構造体変数をアドレス参照で渡してみましょう．

アドレス参照：配列を渡す例

void disp_name_all(struct seiseki *p, int n)    /* n は，配列の要素数 */
{
    int i;
    for(i=0; i<n; i++) {
        printf("番号 %d の氏名は，%s ¥n", (*(p+i)).bangou,  (*(p+i)).simei);
/*      printf("番号 %d の氏名は，%s ¥n", p[i].bangou,  p[i].simei);  */   /* これも可 */
    }
}
 
void main()
{
    struct seiseki list2009all[] = {
    {2,1,1, "イクタ",10,20,},
    {2,1,2, "スルガダイ",5,10},
    };
    
    disp_name_all(list2009all, 2);
}
 

これが充分に理解できれば，ここまでの関数，配列，ポインタ，構造体の箇所は完璧です．

よくわからないところがある場合は，関連する演習をよく復習しておきましょう．

演習課題

（１）次に示す生徒の情報を構造体として作成し,内容を関数（値参照）を用いて表示しなさい.

（２）次に示す複数の生徒の情報を構造体として作成し,内容を関数（アドレス参照）を用いて表示しなさい.

（３）次に示す複数の生徒の情報を構造体として作成し,平均値と成績を求めるプログラムを作成せよ.
*main文に表に示す初期条件を入れること*

成績判定には,以下の表を利用しなさい.

main文は以下を参考にすること.

 
void main()
{
	struct seiseki seito[5] = {{1,"石山",88,41,100,90,0.0,'?'},
				  {2,"大場",78,65,70,62,0.0,'?'},
				  {3,"河合",89,92,88,76,0.0,'?'},
				  {4,"松村",30,48,69,22,0.0,'?'},
				  {5,"中島",98,98,96,92,0.0,'?'}};
 
	disp_all(seito,5);	/* 生徒の情報を画面に表示する関数 */
	ave(seito,5);	/* 平均を求める関数 */
	seiseki(seito,5);	/* 成績を出す関数 */
	disp_all(seito,5);	/* 生徒の情報を画面に表示する関数 */
}

（４）（３）で表示されている生徒の情報をファイル(seiseki.csv)に保存するプログラムを作成せよ.

授業終了時までのプログラムと完成した提出用プログラムをoh-meijiシステムを使って提出すること．
授業終了時に送るのは出席の確認用であり，完成した課題は提出用の回に送ること．
（提出期限を厳守し，提出用の回に提出しないと採点を行わない）