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C言語におけるsizeof演算子の注意点

C言語のsizeof演算子を、配列に対して適用したときと、ポインタに対して適用したときとの違いについて。

sizeof演算子の注意点

sizeof演算子は、配列に対しては、その大きさを返します。文字列を「char s[] = "abcde"」によって定義したとき、sizeof(s)の値は、文字列の長さ5に終端を表すヌル文字「\0」の分を加えた6になります。

char s[] = "abcde";

printf("sizeof(s) = %u", sizeof(s));  /* => sizeof(s) = 6 */

一方、ポインタに対しては、文字列の内容に関係なく、ポインタのサイズを返します。

char *p = "abcde";

printf("sizeof(p) = %u", sizeof(p));  /* => sizeof(p) = 4 (環境により異なる) */

さて、ポインタ変数に配列へのポインタを代入すると、それにsizeof演算子を適用しても配列の長さは取得できません。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  char s[] = "abcde";
  char *p;

  p = s;  /* p に配列 s 全体へのポインタを代入 */
  printf("%u\n", sizeof(p));  /* => 4 */

  return 0;
}

このことに関する失敗例を一つ挙げます。以下のプログラムでは、hello関数の中のsizeof(s)が配列の大きさであることを期待しています。ところが、sizeof(s)の実際の値はポインタのサイズであるため、実行結果が期待通りになりません。

#include <stdio.h>

void hello(char *s)
{
  snprintf(s, sizeof(s), "Hello, World!");
  /* 期待に反する動作:sizeof(s) = 4 */
}

int main(void)
{
  char s[20];

  hello(s);  /* s に "Hello, World!" が格納? */
  printf("%s\n", s);  /* => Hel (途中で切れる) */

  return 0;
}

もちろん、sizeof(s)などとせずに、適当な数値を直接指定してしまえば対処できます。しかしながら、今回のケースで重要なのは、main関数の配列sの大きさとの同期です。そのことを考慮しつつ、hello関数に何らかの手段で配列sの長さを伝える必要があります。

まず、配列の長さを#defineでマクロ定義する方法があります:

#include <stdio.h>

#define MAXSTRLEN 20

void hello(char *s)
{
  snprintf(s, MAXSTRLEN, "Hello, World!");
}

int main(void)
{
  char s[MAXSTRLEN];

  hello(s);  /* s に "Hello, World!" が格納 */
  printf("%s\n", s);  /* => Hello, World! */

  return 0;
}

あるいは、hello関数に配列の大きさをとる引数を用意する方法もあります:

#include <stdio.h>

void hello(char *s, int size)
{
  snprintf(s, size, "Hello, World!"); 
}

int main(void)
{
  char s[20];

  hello(s, sizeof(s));  /* s に "Hello, World!" が格納 */
  printf("%s\n", s);    /* => Hello, World! */

  return 0;
}

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