配列とは——箱の行列

5人分のテストの点数を記録してください、と言われたらどう書きますか。

int score1 = 60, score2 = 85, score3 = 40, score4 = 90, score5 = 75;

5人ならまだ我慢できます。では40人のクラスは。1000人の模試は。合計を出すのに score1 + score2 + ... と1000個並べるのは現実的ではありません。同じ型のデータをまとめて扱う道具が必要です。それが配列です。

int score[5];        // int の箱が5個、一列に並ぶ

[5] は「箱の個数」を表します。並んだ箱の1つずつを要素と呼び、何番目かを指定して読み書きします。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int score[5];

    score[0] = 60;
    score[1] = 85;
    score[2] = 40;
    score[3] = 90;
    score[4] = 75;

    printf("%d\n", score[0]);          // 60
    printf("%d\n", score[2] + 10);     // 50
    return 0;
}

角カッコの中の数字を添字（インデックス）と呼びます。先頭は0番です。int score[5] なら使える添字は 0・1・2・3・4 の5つで、score[5] は存在しません。ここは次のトピックでじっくり扱います。

配列があると何が変わるか

変数を5個並べる書き方では、3人目の点数を取り出すのに score3 と名前で指定するしかありません。名前は実行中に変えられないので、「i番目の人」という書き方ができないのです。ここが決定的な違いです。配列なら score[i] と書けて、i を1つずつ増やせば全員ぶんの処理が数行で済みます。ループと組み合わせられること——これが配列の最大の価値です。

大きさは最初に決める

Cの配列は宣言した時点で大きさが決まり、あとから伸び縮みしません。40人のクラス用に int score[40]; と作ったら、41人目は入りません。不便に見えますが、「どこに何個ぶん置くか」を最初に確定できるから速い、という利点の裏返しです。実行してみるまで必要な数が分からない場合の対処法は、第2部の動的確保で扱います。

要素はメモリの上で隣り合って並ぶ

配列の要素は、メモリ上ですきまなく連続して置かれます。これが配列の本質で、あとで学ぶ「添字での高速アクセス」も「関数への渡り方」も、すべてこの性質から説明できます。全体の大きさは sizeof で確認できます。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a[5];

    printf("%zu\n", sizeof(a));           // 20（int 4バイト × 5個）
    printf("%zu\n", sizeof(a[0]));        // 4
    printf("%zu\n", sizeof(a) / sizeof(a[0]));   // 5 ← 要素数
    return 0;
}

罠・注意

• 宣言の [5] は「個数」、使うときの [0] は「番号」。同じ角カッコでも意味が違います。
• 個数の指定にはコンパイル時に決まる値を使います。初学のうちは int a[5]; のように数字を直接書くか、#define N 5 で名前を付けるのが確実です。
• 要素の型は全部同じです。int の配列に文字列は入りません。バラバラの型をまとめたいときは第3部の構造体を使います。
• 宣言しただけの配列の中身は不定です。初期化については t08-05 で扱います。

配列の名前は scores names のように複数形にすると、「これは複数のデータだ」と一目で伝わります。個数を表す変数は n や count が定番です。

まとめ: 配列は「同じ型の箱を一列に並べたもの」。型 名前[個数]; で作り、名前[番号] で出し入れします。