C言語の知識復習 - moerjielovecookie

Vscode で C コードをコンパイル・デバッグする#

vscode は単なるテキストエディタであるため、コンパイルとデバッグを行うためにtask.jsonとlaunch.jsonを設定する必要があります。（著者の C 環境は WSL 2（Ubuntu-20.04）に基づいて構築されています）
task.jsonは以下の通りです：

{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "Cプログラムをビルド",
            "type": "shell",
            "command": "gcc",
            "args": [
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ]
        }
    ]
}

version：設定フォーマットのバージョンを指定します。現在は"2.0.0"のみサポートされています。
tasks：タスクの配列で、各要素は実行可能なタスクに対応します。
label：タスク名で、参照（例：preLaunchTask）や UI リストに表示されます。
type：タスクの種類で、一般的な値は"shell"（シェルで実行）または"process"（実行可能ファイルを直接起動）です。
command：実行するコマンドまたはプログラム名です。
args：コマンドに渡す引数のリストで、組み込み変数の補間が使用できます。
- "-g"：デバッグシンボルを生成し、GDB などのデバッガがソースレベルでデバッグできるようにします。
- "${file}"：現在アクティブなエディタで開いているファイルの完全パス（例：/home/user/main.c）。
- "-o"：GCC の出力リダイレクトオプションで、後続の出力ファイルのパスを指定します。
- "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}"：実行可能ファイルをソースファイルと同じディレクトリに出力し、ファイル名はソースファイルと同じですが拡張子はありません（例：/home/user/mainを出力）。
group：タスクを分類（例：build、test）し、デフォルトグループ内のタスクとしてマークできます。
problemMatcher：コマンド出力を解析する方法を指定し、コンパイラのエラー / 警告を「問題」パネルにマッピングします。

launch.jsonは以下の通りです：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "WSLデバッグC",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
            "args": [],
            "stopAtEntry": true,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb",
            "miDebuggerArgs": "--nx",
            "preLaunchTask": "Cプログラムをビルド"
        }
    ]
}

C 言語のスコープ#

スコープはプログラム内で定義された変数が存在する領域であり、その領域を超えると変数にアクセスできなくなります。C 言語の変数には 3 種類があります：

関数内部のローカル変数
すべての関数外部のグローバル変数
形式パラメータの関数パラメータ定義

1 ローカル変数#

ある関数またはブロック内部で宣言された変数はローカル変数と呼ばれます。これらはその関数またはコードブロック内部の文からのみアクセスでき、関数やブロック外部では認識されません。

2 グローバル変数#

グローバル変数は関数外部で定義され、通常はプログラムの先頭にあります。グローバル変数はプログラムのライフサイクル全体で有効であり、任意の関数内部からアクセスできます。つまり、グローバル変数は宣言後、プログラム全体で使用可能です。

もしローカル変数とグローバル変数の名前が同じ場合、関数内ではローカル変数が優先して使用されます。

3 形式パラメータ#

関数のパラメータである形式パラメータは、その関数内のローカル変数として扱われ、グローバル変数と同名の場合は優先して使用されます。

ポインタ#

ポインタはメモリアドレスであり、ポインタ変数はメモリアドレスを格納するための変数で、使用する前に宣言する必要があります。

type *var_name;

typeはポインタの基礎型、var_nameはポインタ変数の名前で、以下は有効なポインタ宣言です：

int    *ip;    /* 整数型のポインタ */
double *dp;    /* double型のポインタ */
float  *fp;    /* 浮動小数点型のポインタ */
char   *ch;    /* 文字型のポインタ */

異なる型のポインタに対応するポインタの値の型は同じで、すべてメモリアドレスを表す 16 進数です。異なる型のポインタの違いは、ポインタが指す変数または定数のデータ型が異なることです。

1 ポインタの使用方法#

ポインタ変数を定義し、変数のアドレスをポインタに割り当て、ポインタ変数内のアドレスにアクセスします。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  var = 20;   /* 実際の変数の宣言 */
   int  *ip;        /* ポインタ変数の宣言 */
 
   ip = &var;  /* ポインタ変数にvarのアドレスを格納 */
 
   printf("var変数のアドレス: %p\n", &var  );
 
   /* ポインタ変数に格納されたアドレス */
   printf("ip変数が格納しているアドレス: %p\n", ip );
 
   /* ポインタを使用して値にアクセス */
   printf("*ip変数の値: %d\n", *ip );
 
   return 0;
}
//参考 菜鳥チュートリアル

2 NULL ポインタ#

ポインタ変数を宣言する際、確定したアドレスがない場合は、ポインタ変数に NULL を割り当てることができ、この時そのポインタは空ポインタと呼ばれます。