[C言語のはじめ方] Part16: 二重ポインタの使い方

int num = 10;
int *ptr = # // ptr は num のアドレスを指す

データ型 **変数名;

int **ptr_ptr;

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 100;
    int *ptr = &num;       // ptr は num のアドレスを指す
    int **ptr_ptr = &ptr; // ptr_ptr は ptr のアドレスを指す

    printf("num の値: %d\n", num);
    printf("ptr が指すアドレス: %p\n", (void *)ptr);
    printf("ptr が指す値 (num の値): %d\n", *ptr);

    printf("--------------------\n");

    printf("ptr 自体のアドレス: %p\n", (void *)&ptr);
    printf("ptr_ptr が指すアドレス (ptrのアドレス): %p\n", (void *)ptr_ptr);
    printf("ptr_ptr が指すポインタ (ptr) が指す値 (numの値): %d\n", **ptr_ptr);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 250;
    int *ptr = &num;
    int **ptr_ptr = &ptr;

    printf("num のアドレス: %p\n", (void *)&num);
    printf("ptr が格納している値 (numのアドレス): %p\n", (void *)ptr);
    printf("ptr_ptr が格納している値 (ptrのアドレス): %p\n", (void *)ptr_ptr);

    printf("--------------------\n");

    // *ptr_ptr は ptr と同じ意味になる
    printf("*ptr_ptr が示すアドレス (numのアドレス): %p\n", (void *)*ptr_ptr);
    printf("ptr と *ptr_ptr は同じか？ -> %s\n", (ptr == *ptr_ptr) ? "Yes" : "No");

    // **ptr_ptr は *ptr と同じ意味になり、最終的な値 num にアクセスする
    printf("**ptr_ptr が示す値 (numの値): %d\n", **ptr_ptr);
    printf("*ptr が示す値 (numの値): %d\n", *ptr);
    printf("num と **ptr_ptr は同じか？ -> %s\n", (num == **ptr_ptr) ? "Yes" : "No");

    // 二重ポインタ経由で値を変更することも可能
    **ptr_ptr = 500;
    printf("値を変更後の num: %d\n", num); // num の値が 500 に変わる

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // malloc, free を使うため

int main() {
    int num_users = 3;
    // char* 型のポインタを num_users 個格納できるメモリ領域を確保
    // usernames は、確保された領域の先頭 (char* 型ポインタ) を指すポインタ、つまり char** 型
    char **usernames = (char **)malloc(num_users * sizeof(char *));

    if (usernames == NULL) {
        fprintf(stderr, "メモリ確保に失敗しました。\n");
        return 1;
    }

    // 各要素 (char*) に文字列リテラルのアドレスを代入
    // 文字列リテラルは変更不可なメモリ領域に格納されることが多い
    usernames[0] = "Alice";
    usernames[1] = "Bob";
    usernames[2] = "Charlie";

    printf("ユーザーリスト:\n");
    for (int i = 0; i  num_users; i++) {
        // usernames[i] は i番目の char* ポインタ
        // usernames[i] は i番目の文字列の先頭アドレスを指す
        printf("- %s\n", usernames[i]);
    }

    // 重要: ポインタ配列自体のメモリを解放する
    // この例では文字列リテラルを指しているので、個々の文字列の解放は不要
    free(usernames);
    usernames = NULL; // 解放後は NULL を代入する習慣をつける (ダングリングポインタ防止)

    return 0;
}

#include <stdio.h>

void change_value(int *p) {
    printf("change_value 内 (変更前): p が指す値 = %d\n", *p);
    *p = 200; // ポインタ p が指す先の値を変更
    printf("change_value 内 (変更後): p が指す値 = %d\n", *p);
}

int main() {
    int value = 100;
    int *ptr_value = &value;

    printf("main 内 (呼び出し前): value = %d\n", value);
    printf("main 内 (呼び出し前): ptr_value が指すアドレス = %p\n", (void *)ptr_value);

    change_value(ptr_value); // ポインタを渡す

    printf("main 内 (呼び出し後): value = %d\n", value); // 値が 200 に変わっている
    printf("main 内 (呼び出し後): ptr_value が指すアドレス = %p\n", (void *)ptr_value); // アドレスは変わらない

    return 0;
}

// これは意図通りに動作しない例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void allocate_memory_wrong(int *p) {
    p = (int *)malloc(sizeof(int)); // p は main の ptr のコピーなので、この変更は main に伝わらない
    if (p != NULL) {
        *p = 50;
        printf("allocate_memory_wrong 内: 新しいメモリを確保し %d を設定しました (アドレス: %p)\n", *p, (void*)p);
    } else {
        printf("allocate_memory_wrong 内: メモリ確保失敗\n");
    }
}

int main() {
    int *ptr = NULL;
    printf("main 内 (呼び出し前): ptr = %p\n", (void *)ptr);

    allocate_memory_wrong(ptr); // ptr の値 (NULL) がコピーされて渡される

    printf("main 内 (呼び出し後): ptr = %p\n", (void *)ptr); // ptr は NULL のまま！

    // もし ptr が NULL でなければ解放するべきだが、この例では NULL のまま
    // if (ptr != NULL) {
    //     free(ptr);
    // }

    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// ポインタ変数のアドレス (ポインタへのポインタ) を受け取る
void allocate_memory_correct(int **pp) {
    // *pp は main の ptr を指す
    *pp = (int *)malloc(sizeof(int)); // main の ptr が指すアドレスを変更する
    if (*pp != NULL) {
        **pp = 50; // 新しく確保したメモリ領域に値を設定
        printf("allocate_memory_correct 内: 新しいメモリを確保し %d を設定しました (アドレス: %p)\n", **pp, (void*)*pp);
    } else {
        printf("allocate_memory_correct 内: メモリ確保失敗\n");
    }
}

int main() {
    int *ptr = NULL;
    printf("main 内 (呼び出し前): ptr = %p\n", (void *)ptr);

    allocate_memory_correct(&ptr); // ptr のアドレス (&ptr) を渡す

    printf("main 内 (呼び出し後): ptr = %p\n", (void *)ptr); // ptr に新しいアドレスが設定されている！

    if (ptr != NULL) {
        printf("main 内 (呼び出し後): ptr が指す値 = %d\n", *ptr);
        free(ptr); // 確保したメモリを解放
        ptr = NULL;
    }

    return 0;
}