実験1：配列の最小値・最大値をポインタで取得

ソースコード1（アドレス経由の間接代入）

#include <stdio.h>
#define N 5

void input(int arr[], int len);
void output(int arr[], int len);
void find_min_max(int arr[], int len, int *pmin, int *pmax);

int main() {
    int a[N];
    int min, max;

    printf("データを%d個入力:\n", N);
    input(a, N);

    printf("データは: \n");
    output(a, N);

    printf("データ処理...\n");
    find_min_max(a, N, &min, &max);

    printf("結果:\n");
    printf("min = %d, max = %d\n", min, max);

    return 0;
}

void input(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        scanf("%d", &arr[i]);
}

void output(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}

void find_min_max(int arr[], int len, int *pmin, int *pmax) {
    *pmin = *pmax = arr[0];
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        if (arr[i] < *pmin)
            *pmin = arr[i];
        else if (arr[i] > *pmax)
            *pmax = arr[i];
    }
}

ソースコード2（ポインタを返す関数）

#include <stdio.h>
#define N 5

void input(int arr[], int len);
void output(int arr[], int len);
int *find_max(int arr[], int len);

int main() {
    int a[N];
    int *pmax;

    printf("データを%d個入力:\n", N);
    input(a, N);

    printf("データは: \n");
    output(a, N);

    printf("データ処理...\n");
    pmax = find_max(a, N);

    printf("結果:\n");
    printf("max = %d\n", *pmax);

    return 0;
}

void input(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        scanf("%d", &arr[i]);
}

void output(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
}

int *find_max(int arr[], int len) {
    int max_idx = 0;
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        if (arr[i] > arr[max_idx])
            max_idx = i;
    return &arr[max_idx];
}

考察

• ソースコード1では、find_min_max関数がポインタ経由で最小値・最大値を外部変数に書き込んでいる。
• ソースコード2では、最大値を持つ要素のアドレスを返すことで、呼び出し側で*pmaxとして値を取得している。
• どちらの手法もポインタを活用しており、関数間でデータを効率的に受け渡せる。

実験2：文字列の交換

ソースコード1（char配列のコピーによる交換）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80

int main() {
    char s1[N] = "Learning makes me happy";
    char s2[N] = "Learning makes me sleepy";
    char tmp[N];

    printf("sizeof(s1) vs strlen(s1):\n");
    printf("sizeof(s1) = %zu\n", sizeof(s1));
    printf("strlen(s1) = %zu\n", strlen(s1));

    printf("\n交換前:\n");
    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    printf("\n交換中...\n");
    strcpy(tmp, s1);
    strcpy(s1, s2);
    strcpy(s2, tmp);

    printf("\n交換後:\n");
    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    return 0;
}

ソースコード2（ポインタによる交換）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 80

int main() {
    char *s1 = "Learning makes me happy";
    char *s2 = "Learning makes me sleepy";
    char *tmp;

    printf("sizeof(s1) vs strlen(s1):\n");
    printf("sizeof(s1) = %zu\n", sizeof(s1));
    printf("strlen(s1) = %zu\n", strlen(s1));

    printf("\n交換前:\n");
    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    printf("\n交換中...\n");
    tmp = s1;
    s1 = s2;
    s2 = tmp;

    printf("\n交換後:\n");
    printf("s1: %s\n", s1);
    printf("s2: %s\n", s2);

    return 0;
}

考察

• ソースコード1では配列要素全体をstrcpyでコピーするため、文字列が長いとコストが高い。ただし内容の実体を交換する。
• ソースコード2ではポインタの指し先を交換するだけで高速だが、元の文字列リテラルは変更不可。なおsizeof(s1)はポインタ変数自体のサイズ（通常8バイト）を返し、strlenは文字列長を返す。
• ポインタ交換は可能だが、配列の場合には使えない（配列名は先頭要素への定数ポインタのため再代入不可）。

実験3：二次元配列へのアクセス（ポインタのバリエーション）

#include <stdio.h>

int main() {
    int x[2][4] = {{1, 9, 8, 4}, {2, 0, 4, 9}};
    int i, j;
    int *ptr1;
    int (*ptr2)[4];

    printf("方法1: 配列名＋添字で直接アクセス\n");
    for (i = 0; i < 2; ++i) {
        for (j = 0; j < 4; ++j)
            printf("%d ", x[i][j]);
        printf("\n");
    }

    printf("\n方法2: 要素へのポインタptr1で間接アクセス\n");
    for (ptr1 = &x[0][0], i = 0; ptr1 < &x[0][0] + 8; ++ptr1, ++i) {
        printf("%d ", *ptr1);
        if ((i + 1) % 4 == 0)
            printf("\n");
    }

    printf("\n方法3: 行へのポインタptr2（int(*)[4]）で間接アクセス\n");
    for (ptr2 = x; ptr2 < x + 2; ++ptr2) {
        for (j = 0; j < 4; ++j)
            printf("%d ", *(*ptr2 + j));
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

考察

• 方法2では一次元のポインタを使って全要素を順にアクセスしている。メモリ上の連続性を利用。
• 方法3では行を表すポインタptr2を使い、各行の先頭から列要素にアクセス。添字演算子を使わずポインタ演算で記述。
• いずれも二次元配列を効率的に走査できる方法だが、可読性・保守性を考慮して適切な方法を選ぶ。

実験4：文字列中の特定文字を置換

#include <stdio.h>
#define N 80

void replace(char *str, char old_char, char new_char);

int main() {
    char text[N] = "Programming is difficult or not, it is a question.";

    printf("元のテキスト:\n");
    printf("%s\n", text);

    replace(text, 'i', '*');

    printf("処理後:\n");
    printf("%s\n", text);

    return 0;
}

void replace(char *str, char old_char, char new_char) {
    while (*str) {
        if (*str == old_char)
            *str = new_char;
        str++;
    }
}

考察

• ポインタを使って文字列を走査し、条件に合致する文字を置換している。
• 元の配列を直接書き換えるので、元の文字列が変更不可能なリテラルでは使えない（今回のtextは配列なので問題なし）。
• 文字列中の全てのiを*に置換する処理。

実験5：指定文字で文字列を打ち切る

#include <stdio.h>
#define N 80

char *str_trunc(char *str, char x);

int main() {
    char str[N];
    char ch;

    while (printf("文字列を入力: "), gets(str) != NULL) {
        printf("打ち切り文字を入力: ");
        ch = getchar();

        printf("打ち切り処理中...\n");
        str_trunc(str, ch);

        printf("処理後の文字列: %s\n\n", str);
        getchar();  // 改行を読み飛ばす
    }

    return 0;
}

char *str_trunc(char *str, char x) {
    char *p = str;
    while (*p != '\0') {
        if (*p == x) {
            *p = '\0';
            break;
        }
        p++;
    }
    return str;
}

考察

• getsを使用しているが、安全でないため本来はfgets推奨。ここでは実験的なコード。
• getchar()で打ち切り文字を読んだ後、改行をgetchar()でもう一度読んで消費している点に注意。
• str_truncは最初にxが見つかった位置にヌル文字を書き込み、それ以降の文字を切り捨てる。