ポインタのポインタの必要性

質問

書物によるとポインタのポインタの使用例として「ポインタの配列」はポインタを使ってアクセスすることができます。」[*]とありますが、どうしてポインタのポインタが必要なのかがいまいちピンと来ません。

どういう場合なのかを知りたく思っています。

[*]サンプルスクリプト
=====================================================
char *mnthp[3] = {/* ポインタの配列の宣言 */
"January", "February", "March"
};
char **p1;/* 「ポインタのポインタ」の宣言 */
int i, j;
p1=mnthp;/* 「ポインタのポインタ」にポインタの配列 */
/* の先頭番地を設定 */

/***** 例1 *****/
for (i = 0; i < 3; i++) {/* 「ポインタのポインタ」の値を変えずに */
printf("%s\n", *(p1 + i));/* 相対的に文字列を出力 */
}
==> このようなことをしなくとも
printf("%s", mnthp[i]); で値を参照出来ると思われる。
=====================================================
[*] http://www9.plala.or.jp/sgwr-t/c/sec10-4.html
宜しくお願い致します。

回答No.10

nagata20000

リンクリストはどうでしょうか。
たとえばリストからある要素を探して削除するなんて関数を書こうとするとポインタのポインタがあると便利です。

回答No.9

ency

ご質問の例の中にある *( p1 + i ) ですが、p1[i] とすることだってできるわけです。
実は両者は C のコンパイラにとっては、まったく同じ意味なんです。

これは C のコンパイラが配列をポインタに読み替えてしまうからなんですね。

*(p1 + i) 等ポインタ演算と呼ばれる表記方法は、配列のインデックス形式で置き換えることができる場合がほとんどだと思います。
# 配列形式のほうが見た目も見やすいですし、私は好きなんですよね。
# 普通にポインタに対して p1[i] というようにインデックス表記もします。

そういう意味では、式の中での演算子としての [ ] は配列とは無関係なもので、ポインタ演算のもう一つの表記方法と言えるかもしれません。
# 配列がポインタに成り下がってしまう以上、そういう意味しかないのかも
# しれませんけどね。

あ…だからといって「配列＝ポインタ」などという、非常にありがちな間違いをしないようにしてくださいね。
配列とポインタは宣言や定義については意味合いがまったく異なります。

char hoge[10];
char *hoge;

これらがあきらかに別物なのは、説明するまでもないと思います。

ただしこれらが一致する瞬間があるんです。
それが関数の仮引数宣言のときなんです。
この場合に限り、まったく同じ意味になります。

void func( char hoge[10] );
void func( char hoge[] );
void func( char *hoge );

上記3つに違いはありません。
しかも、配列はコンパイラによってポインタに成り下がっているわけですから、引数に渡されるものも実はポインタでしかなくて、すでに配列ではありません。
その意味では 3つ目の宣言が一番実体をよく表していることになります。
# string系の関数のプロトタイプ宣言はポインタ表記になっていますね。

最初の 2つに char*型の変数を渡しても何も怒られることはありません。
これら3つはまったく同じなんですから。。。

さて、話をご質問の件に戻しましょうか。
で、この法則はポインタを指すポインタにも適用されます。

つまり、次の2つの main 関数の宣言に、違いはまったくありません。

int main( int argc, char *argv[] );
int main( int argc, char **argv );

char*型の配列と char*型を指すポインタに見えますが、前者だって実は char*型を指すポインタが渡されるんです。
ここまで来ると、どっちを使うかは完全に好みの問題で、「どちらがより良い」などという議論そのものが意味のあることだとは思えません。
# というよりも、この場合関数の仮引数宣言の「char *argv[]」という表記そのものが
# char*型を指すポインタ、つまりポインタを指すポインタの宣言なわけですから。。。

ご質問の例に戻ると、その例は「説明のための例」でしかないと思います。
書籍レベルの小さなプログラムでは、説明のための例にしかならなくても仕方ないのかもしれませんね。

実際に使用する場面としては、一人で作れる程度のプログラムではなかなかめぐり合うことはないかもしれません。
複数人である程度の規模の大きさのプログラムを共同で作成するときなんかには、当たり前のように登場してきます。

っていうか、main() 関数ですでにお目見えしているわけで。。。
このように関数の引数で見かけることが多いと思います。

う～ん、なんだかあまりまとまっていないような気が。。。
とりあえず、こんな感じでいかがでしょうか。

回答No.8

Tacosan

行列を扱う汎用的な関数を書こうとすると「ポインタのポインタ」は必須.

回答No.7

don_go

/* QSORT.C: コマンドライン引数を読み出し、qsort 関数を
* 使ってソートします。ソート後の引数を表示します。
*/

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

int compare( const void *arg1, const void *arg2 );

void main( int argc, char **argv )
{
int i;
/* argv[0] はソート対象外です。 */
argv++;
argc--;

/* クイック ソートのアルゴリズムを使って、残りの引数をソートします。 */
qsort( (void *)argv, (size_t)argc, sizeof( char * ), compare );

/* ソート後のリストを表示します。 */
for( i = 0; i < argc; ++i )
printf( "%s ", argv[i] );
printf( "\n" );
}

int compare( const void *arg1, const void *arg2 )
{
/* 2つの文字列を最後まで比較します。 */
return _stricmp( * ( char** ) arg1, * ( char** ) arg2 );
}

MSDNライブラリ qsort 参考

回答No.6

rickky

>難しい例題を持ち出さなくても
>
>int main(int argc, char **argv)
>
>で使われていますけど....

argvの仮引数宣言は、

int main(int argc, char *argv[] )

で、宣言してもよい。

むしろ、ANSI-C規格でmain関数の仮引数宣言では、
char **argv;
より、
char *argv[];
で解説するのが普通になっている。

だから、２重ポインタの例題を、argv引数を取り上げて説明を受ける機会が無い初心者が多くなった。

いずれにせよ、２重ポインタの『必要性』の質問に対して、argv引数を持ち出すのは混乱の原因になる。

C言語の仮引数宣言は、意味があっていればどのように宣言しても間違いではない。**argv を *argv[] としてもよい。しかし初心者がこれを理解するまでには時間と労力が掛かる（そもそも実引数と仮引数の言葉の意味を知らない人が勉強するから）。

これを省くために、２重ポインタでargvを宣言するより、ポインタ配列で宣言した方が、直感的に理解がしやすい。

そのため２重ポインタがどうしても必要となる、その存在意義を理解する場面を説明することによって、２重ポインタを学習するのがよい。

ただ初心者向け例題が、思い浮かばなかった。

int a;
int *p;
int **pp;
p=&a;
pp=&p;
**pp = 10;
printf("%d\n",a);

普通の教科書に出てくるような、これに似たようなプログラムを理解しても、２重ポインタの必要性なんて、全然わからないのは、当然だと思う。

回答No.5

yokomaya

少しアレンジしたのをごらん戴けますでしょうか？

char *mnthp[] = {/* ポインタの配列の宣言 */
"January", "February", "March" ,NULL
};
char **p1;/* 「ポインタのポインタ」の宣言 */
int i, j;
p1=mnthp;/* 「ポインタのポインタ」にポインタの配列 */
/* の先頭番地を設定 */

/***** 例改 *****/
while (*p1) {/* 「ポインタのＮＵＬＬチェック */
printf("%s\n", *p1++);/* 文字列を出力後インクリメント */
}

実用ということですので、僕が思うには全配列に処理するとき配列が何個あるかをまったく意識せずに最後のＮＵＬＬを目印にできるこれが一番感動的でしたけどね。**argvもそうなってると思います。
*p1++が如何にもＣらしいし。

回答No.4

don_go

難しい例題を持ち出さなくても

int main(int argc, char **argv)

で使われていますけど....

回答No.3

rickky

初心者向け例題は、あまり意味がありません。
そのようなプログラムを眺めても、２重ポインタの必要性など、わからないでしょう。

例えば次のような例題をプログラミングで考えてみて下さい。

【例題】：

　テキストファイルのすべての行の内容を、メモリ上に読み込むプログラムを作成する。

　条件として、テキストファイルの１行の最大文字数は136文字以内とする（１行の最大文字数に制限を付けないとすごく難しくなるので制限を入れます）。

　また、コンピュータのメモリ上に読み込んだテキストファイルの各行は、無駄の無いような状態とする。例えば２次元配列で buf[行数][138]（ヌル文字を含めた137で宣言してもよいが、奇数より偶数がよい） のような宣言をしてはいけない。これだと136文字未満だと、空き領域が無駄になる。

　なお、テキストファイルは２度読みする。１回目の読み込みで、テキストファイルの全体行数を求める。２回目の読み込みで、各行の内容をメモリに格納する。

このようなテキストファイルの読み込み処理部分をC言語で考えてください。

プログラムでは、２重ポインタ（ポインタのポインタ）変数の宣言が必要になります。

初心者向け解説では、２重ポインタが必要となる例題を真正面から取り上げることができないので、どうしても現実的でない話をすることになります。

malloc関数を勉強すれば、２重ポインタの例題はすぐに出てきます。

ポインタ配列領域を動的にメモリに取ろうとすれば、２重ポインタ変数宣言が必要になるためです。

char **bufpp;

bufpp = (char **)malloc( 100行*sizeof(char *));

そして

bufpp[10行目] = (char *)malloc(テキストファイル10行目の文字数+1);
注：+1は、ヌル文字を入れるため。

初心者向けでは、別の回答にもあるように、ポインタ配列を関数に受け渡す場面で、２重ポインタで受けます。

でも２重ポインタがイヤだったら、見かけ上、ポインタ配列宣言で受け取ってもよい。

　　　　void put_data(char **p1)

この宣言がイヤなときは、

　　　　void put_data(char *p1[3] )

としてもよい。

　　　　void put_data(char *p1[] )

としてもよい。

数字を省略するのが、C言語の仮引数的には美しいかな？。

だから２重ポインタのその表現上を避ける方法は考えられる。

でも、malloc関数を使い出すと、どうしても２重ポインタ変数宣言が必要となります。

だから初心者には、難しいと思います。

お礼

rickkyさんどうも有難うございます(しばらく別の仕事をアサインされ放置プレーとなってしまいましてすみませんでした)。
動的にメモリに取ろうとする時に必要、ということでピンと来ました。
助かりました、有難うございます。

回答No.2

BLUEPIXY

＞printf("%s", mnthp[i]); で値を参照出来ると思われる。
それはそうです。
必要がないならそのように使う必要はないです。
ポインタ自体をそのアドレスを使ってポインタでアクセスしたい場合に使います。

回答No.1

galluda

がると申します。
まぁあまり使わないのですが、時々必要な場面があるので。「使い方を覚えておく」程度でよろしいのではないでしょうか？
今回のサンプルからもうちょっとだけ「実務に近い」ソースに落とすと、例えばこんな感じになります。

#include <stdio.h>

void put_data(char **p1)
{
int i;
for (i = 0; i < 3; i++) {/* 「ポインタのポインタ」の値を変えずに */
printf("%s\n", *(p1 + i));/* 相対的に文字列を出力 */
}
}

int main()
{
char *mnthp[3] = {/* ポインタの配列の宣言 */
"January", "February", "March"
};

/* 関数をcall
put_data(mnthp);

}

お礼

galludaさんありがとうございます。ちょっとの間放置でしてすみませんでした。