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[2368] ポインタ完全制覇の質問
投稿者:sasaki
2024/05/10 14:56:41

書籍ポインタ完全制覇でC言語を勉強中の者です。 該当の書籍のP-130-131のサンプルプログラムList2-9について質問なのですが、 使用済みの数字かどうかを判定するフラグused_flagの初期値を最初にゼロにしている訳ではないのに、33行目のループの最初で0と判定してif文の中身を実行できるのはどうしてでしょうか? 自分なりに調べると、特にプログラマが初期値を指定しない場合の初期値は不定となるそうなのですが、それが何か関係しているのでしょうか。 お手数ですが、ご教示頂きたくお願いいたします。
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[2369] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:(ぱ)こと管理人
2024/05/10 22:59:16

>書籍ポインタ完全制覇でC言語を勉強中の者です。 はじめまして。読んでいただきありがとうございます。 >該当の書籍のP-130-131のサンプルプログラムList2-9について質問なのですが、 >使用済みの数字かどうかを判定するフラグused_flagの初期値を最初にゼロにしている >訳ではないのに、33行目のループの最初で0と判定してif文の中身を実行できるのは >どうしてでしょうか? このused_flagはグローバル変数であり、グローバル変数は静的記憶域期間を持ちます。 静的記憶域期間を持つ変数については、プログラムの起動時に初期化されることが 規格で規定されています。 JIS X 3010:2003「6.7.8 初期化」より。 | 静的記憶域期間をもつオブジェクトを明示的に初期化しない場合,次の規定に従う。 | a) そのオブジェクトの型がポインタ型の場合,空ポインタに初期化する。 | b) そのオブジェクトの型が算術型の場合,(正又は符号無しの)0 に初期化する。 | c) そのオブジェクトが集成体の場合,各メンバにa)~d)の規定を(再帰的に)適用し |  初期化する。 | d) そのオブジェクトが共用体の場合,最初の名前付きメンバにa)~d)の規定を | (再帰的に)適用し初期化する。 used_flagはintの配列なので、c)とb)の規則の合わせ技で0に初期化されます。 >自分なりに調べると、特にプログラマが初期値を指定しない場合の初期値は >不定となるそうなのですが、それが何か関係しているのでしょうか。 自動記憶域期間を持つ変数(ローカル変数)や、malloc()でヒープに確保した領域は、 明示的に初期化しない限り値は不定になります。 2章で説明している通り、ローカル変数の領域は関数の呼び出しのたびに確保されますし、 ヒープの領域はmalloc()のたびに確保されます。こういう領域を毎回ゼロとかでクリア するのは性能的に問題が出るかもしれませんが、静的記憶域期間をもつ変数はプログラムの 起動時に1回だけ初期化すればよいので性能上も問題ない、という判断なのかと思います。
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[2372] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:sasaki
2024/05/13 11:56:08

ご回答いただきありがとうございます。 添付してくださった参照先(JIS X 3010:2003「6.7.8 初期化」)も確認しました。 〇ローカル変数や自分で領域を確保した動的変数は、プログラマが初期値を指定しなかった場合、その値は不定。 〇グローバル変数などの静的変数は、プログラマが初期値を指定しなかった場合、  ・算術型(int型等)…初期値0 ・ポインタ型…初期値NULL と、理解しました。 ご教示いただきありがとうございました。
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[2373] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:sasaki
2024/05/15 17:16:34

お世話になっております。 また質問をさせてください。(2つあります) 本書P210の【超重要!!】で「int a[]がint *aと同じ意味になるのは、唯一、関数の仮引数の宣言の場合だけ」 という所を読み、2つ実験をしてみて疑問に思った内容の質問です。 ①前回ご教示頂いた内容の私なりの解釈では、グローバル変数などの静的変数は初期化しなかった場合、  算術型の変数は0で初期化されると理解しました。  であれば、int a[]も関数外で宣言することにより、プログラマが初期化しなくてもグローバル変数  として自動的に初期化され、JIS X 3010:2003「6.7.8 初期化」のc)d)の合わせ技により、配列内に  少なくとも一つは0が代入され、int a[] = {0};と同義になるのではと思い、関数外であればint a[]; を宣言できるのではと考え、試しに関数外に宣言してみたのですがコンパイルエラーになりました。  前述【超重要!!】の内容はやはり正しいとして、今回私が疑問に思い行った実験は初期化の考え方が  間違っているのでしょうか? ②①のあとに、グローバル変数であることが重要なのではなく静的変数であることが重要なのではと考え、  試しにstatic int a[];としたら、これはコンパイルが成功しました。  これにより余計に頭がパンクしそうなのですが、静的変数であることを明示するとint a[]がint *aと同義  になるのでしょうか? お手数ですがご教示のほどお願いいたします。
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[2374] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:(ぱ)こと管理人
2024/05/15 22:20:25

>①前回ご教示頂いた内容の私なりの解釈では、グローバル変数などの静的変数は初期化しなかった場合、 > 算術型の変数は0で初期化されると理解しました。 > であれば、int a[]も関数外で宣言することにより、プログラマが初期化しなくてもグローバル変数 > として自動的に初期化され、JIS X 3010:2003「6.7.8 初期化」のc)d)の合わせ技により、配列内に > 少なくとも一つは0が代入され、int a[] = {0};と同義になるのではと思い、関数外であればint a[]; > を宣言できるのではと考え、試しに関数外に宣言してみたのですがコンパイルエラーになりました。 > 前述【超重要!!】の内容はやはり正しいとして、今回私が疑問に思い行った実験は初期化の考え方が > 間違っているのでしょうか? 初期化とは関係なく、配列にはサイズが必要です。 サイズを入れない空の[]が書ける場所は、「ポインタ完全制覇」なら「3-5-3 空の[]について」で 説明している以下の箇所です。 1.関数の仮引数の宣言 2.初期化子により配列のサイズが確定できる場合 3.グローバル変数をextern宣言する場合 ここで、1はポインタに読みかえられるのでそもそも配列ではなく、 2と3は、初期化子でサイズがわかったり、別のコンパイル単位にサイズが書いてあることが 期待できる、という理由で空の[]が書けます。 extern宣言ではないグローバル変数の定義で、初期化子も書かなければ、 やはりサイズは必要です。 関数外に、単に int a[]; と書いて、仮にコンパイルが通ったとして、この配列の要素数はいくつであるのが適当でしょうか? 「少なくとも一つは0が代入され、int a[] = {0};と同義」になったとしても、 別に便利でもないのではないでしょうか。 >②①のあとに、グローバル変数であることが重要なのではなく静的変数であることが重要なのではと考え、 > 試しにstatic int a[];としたら、これはコンパイルが成功しました。 これは普通にコンパイルが通らないのでは、と思います。 私がgcc 9.4.0で試したところ、 関数外にstatic int a[];と書いたら以下のエラーが出ました。 test.c:3:12: warning: array ‘a’ assumed to have one element 3 | static int a[]; 関数内だと以下です。いずれにしてもエラーです。 test.c:6:16: error: storage size of ‘a’ isn’t known 6 | static int a[]; sasakiさんの環境でエラーにならないようでしたら、環境(OS, コンパイラ、コンパイラのバージョン)を 教えてください。また、ソースをまるごとここに貼ってください。
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[2375] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:sasaki
2024/05/16 09:30:26

ご回答いただきありがとうございます。 >初期化とは関係なく、配列にはサイズが必要です。 >サイズを入れない空の[]が書ける場所は、「ポインタ完全制覇」なら「3-5-3 空の[]について」で >説明している以下の箇所です。 > >1.関数の仮引数の宣言 >2.初期化子により配列のサイズが確定できる場合 >3.グローバル変数をextern宣言する場合 > >ここで、1はポインタに読みかえられるのでそもそも配列ではなく、 >2と3は、初期化子でサイズがわかったり、別のコンパイル単位にサイズが書いてあることが >期待できる、という理由で空の[]が書けます。 >extern宣言ではないグローバル変数の定義で、初期化子も書かなければ、 >やはりサイズは必要です。 >関数外に、単に > >int a[]; > >と書いて、仮にコンパイルが通ったとして、この配列の要素数はいくつであるのが適当でしょうか? >「少なくとも一つは0が代入され、int a[] = {0};と同義」になったとしても、 >別に便利でもないのではないでしょうか。 確かにおっしゃる通りです。 配列とポインタを混同して勝手におかしな解釈をしていることに気づきました。 ご指摘いただきありがとうございます。 「3-5-3 空の[]について」、「3-6 配列とポインタは別物だ!!」を肝に銘じておきます。 >>②①のあとに、グローバル変数であることが重要なのではなく静的変数であることが重要なのではと考え、 >> 試しにstatic int a[];としたら、これはコンパイルが成功しました。 > >これは普通にコンパイルが通らないのでは、と思います。 > >私がgcc 9.4.0で試したところ、 >関数外にstatic int a[];と書いたら以下のエラーが出ました。 > >test.c:3:12: warning: array ‘a’ assumed to have one element > 3 | static int a[]; > >関数内だと以下です。いずれにしてもエラーです。 > >test.c:6:16: error: storage size of ‘a’ isn’t known > 6 | static int a[]; > >sasakiさんの環境でエラーにならないようでしたら、環境(OS, コンパイラ、コンパイラのバージョン)を >教えてください。また、ソースをまるごとここに貼ってください。 下記の通りです。 【環境】 OS : Windows10 Enterprise (ver 22H2) コンパイラ: gcc 6.3.0 【ソースコード】 #include <stdio.h> static int a[]; int main() { return 0; }
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[2376] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:(ぱ)こと管理人
2024/05/17 00:46:58

>OS : Windows10 Enterprise (ver 22H2) >コンパイラ: gcc 6.3.0 ちょっと調べてMinGWはgcc 6.3.0って古すぎないかという記事を見かけたので、 https://stackoverflow.com/questions/68360901/why-is-the-latest-mingw-gcc-version-6-3-0 MinGWなら6.3.0があるのかな、とosdn.netからmingw-get.exeとやらを入手して 6.3.0をインストールしようとしたのですがないと言われて 7.3.0-1を(むりやり)動かしたら再現しました。正直驚きました。 >#include <stdio.h> > >static int a[]; > >int main() >{ > > return 0; >} これだと配列aのサイズが決まっていないわけで、ではコンパイラはaのサイズを いくつだと思っているのか確認しようと printf("sizeof a..%d\n", sizeof(a)); とやってみると、 invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'int[]' と言われます。aがincomplete type(不完全型)だと言っています。 これについては規格でも「6.2.5 型」のところで | 大きさの分からない配列型は,不完全型とする。その型は,それ以降のその型の | 識別子の宣言(内部結合又は外部結合をもつ)で大きさを指定することによって, | 完全となる。 という記載があるので、以下のようにint a[10];を追加したら、 gccの9.4.0でもコンパイルが通って、「sizeof a..40」と表示されました。 #include <stdio.h> static int a[]; static int a[10]; int main() { printf("sizeof a..%d\n", sizeof(a)); return 0; } それにしても、staticなのにこの.c内でサイズ指定して完全型にならないのなら、 やっぱりコンパイルを通してはダメだと思うのですが…… なので最近のgccではエラーにしているのだと思います。 私も勉強になりました。ありがとうございました。
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[2377] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:sasaki
2024/05/17 16:47:21

>>OS : Windows10 Enterprise (ver 22H2) >>コンパイラ: gcc 6.3.0 > >ちょっと調べてMinGWはgcc 6.3.0って古すぎないかという記事を見かけたので、 >https://stackoverflow.com/questions/68360901/why-is-the-latest-mingw-gcc-version-6-3-0 > >MinGWなら6.3.0があるのかな、とosdn.netからmingw-get.exeとやらを入手して >6.3.0をインストールしようとしたのですがないと言われて >7.3.0-1を(むりやり)動かしたら再現しました。正直驚きました。 > >>#include <stdio.h> >> >>static int a[]; >> >>int main() >>{ >> >> return 0; >>} > >これだと配列aのサイズが決まっていないわけで、ではコンパイラはaのサイズを >いくつだと思っているのか確認しようと > > printf("sizeof a..%d\n", sizeof(a)); > >とやってみると、 >invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'int[]' > >と言われます。aがincomplete type(不完全型)だと言っています。 > >これについては規格でも「6.2.5 型」のところで > >| 大きさの分からない配列型は,不完全型とする。その型は,それ以降のその型の >| 識別子の宣言(内部結合又は外部結合をもつ)で大きさを指定することによって, >| 完全となる。 > >という記載があるので、以下のようにint a[10];を追加したら、 >gccの9.4.0でもコンパイルが通って、「sizeof a..40」と表示されました。 > >#include <stdio.h> > >static int a[]; > >static int a[10]; > >int main() >{ > printf("sizeof a..%d\n", sizeof(a)); > return 0; >} > >それにしても、staticなのにこの.c内でサイズ指定して完全型にならないのなら、 >やっぱりコンパイルを通してはダメだと思うのですが…… >なので最近のgccではエラーにしているのだと思います。 >私も勉強になりました。ありがとうございました。 ご回答ありがとうございます。 私のgccそんなに古かったとは… 環境構築の際に、どこかの参考サイトの書いてあるがままにインストールしていました。(反省します) gccを13.2.0に更新して試してみたところ、前橋様と同じ挙動になりました。 こちらこそ変な質問に丁寧にご対応頂きありがとうございました。
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[2378] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:774RR
2024/05/24 13:10:59

この辺 C と C++ で微妙に仕様が違うところピンポイントで踏み抜いているのでいろいろわけわからんことになっています。今この瞬間には C 言語仕様書 JIS X 3010 ならびに C++ 言語仕様書 JIS X 3014 にアクセスできないので記憶とコンパイラの挙動だけで話をします。 サンプルソース tentative.c ないしは tentative.cpp static int a[]; static int a[4]; unsigned long f() { return sizeof a; } C の場合 変数定義で要素数を書かない場合(上記 static int a[]; が該当)には当該変数は不完全型な仮定義 (tentative definition) になる・・・と言いたいところなんですが static がある場合には仮定義にならず一発定義になります。また、要素数についてはコンテキスト次第で解釈が変わってよいところです。とあるコンテキストではこれを int a[1]; と読んでよいことになっています。別のコンテキストではこれを不完全型と読んでよい(要素数未知)ことになっています。詳細は言語仕様書を読まないと出てきません(覚えていません)。 cygwin64 にて $ gcc --version gcc (GCC) 11.4.0 // 以下略 $ gcc -W -Wall -pedantic -O -S tentative.c tentative.c:1:12: error: array size missing in 'a' 1 | static int a[]; | ^ tentative.c:2:12: error: conflicting types for 'a'; have 'int[4]' 2 | static int a[4]; | ^ tentative.c:1:12: note: previous declaration of 'a' with type 'int[1]' 1 | static int a[]; | ^ tentative.c:1:12: warning: 'a' defined but not used [-Wunused-variable] $ ということで gcc-11.4.0 は先の例を static int a[1]; と読んでいます。本当にそう読んだのかアセンブラコードで確認したいところですが、残念ながらコンパイルエラーになっているので確かめられません。 C++ の場合 C にあった仮定義がなくなっている関係で int a[]; は個数不定な「変数定義」になります。なのでこの時点でコンパイルエラー。更に ODR (one definition rule) も適用され int a[4]; と矛盾しここでもエラーになります。 $ g++ -W -Wall -pedantic -O -S tentative.cpp tentative.cpp:1:12: error: storage size of 'a' isn't known 1 | static int a[]; | ^ $ あるいは Visual Studio 2019 の VC++ だと D:\work\tmp>cl -W4 -Ox -c tentative.c Microsoft(R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.29.30154 for x64 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. tentative.c tentative.c(1): error C2133: 'a': サイズが不明です。 D:\work\tmp>cl -W4 -Ox -c tentative.cpp Microsoft(R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.29.30154 for x64 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. tentative.cpp tentative.cpp(1): error C2133: 'a': サイズが不明です。 tentative.cpp(2): error C2086: 'int a[]': 再定義されました。 tentative.cpp(1): note: 'a' の宣言を確認してください tentative.cpp(4): error C2070: 'int []': sizeof オペランドが正しくありません。 というわけで不完全型な変数定義になる static int a[]; は書いちゃダメ、コンパイラ次第で挙動が違う、でしょう。まあコンパイルエラーになってくれるので、実行するまでわからないという最恐な事態には陥らなくて済みそうです。
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[2379] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:(ぱ)こと管理人
2024/05/25 08:10:03

いつもありがとうございます。 >C の場合 >変数定義で要素数を書かない場合(上記 static int a[]; が該当)には当該変数は >不完全型な仮定義 (tentative definition) になる・・・と言いたいところなんですが > static がある場合には仮定義にならず一発定義になります。 >また、要素数についてはコンテキスト次第で解釈が変わってよいところです。 >とあるコンテキストではこれを int a[1]; と読んでよいことになっています。 >別のコンテキストではこれを不完全型と読んでよい(要素数未知)ことになっています。 この週末は出かけますのでこのあたり帰ってきたら確認します……
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[2380] Re:ポインタ完全制覇の質問
投稿者:(ぱ)こと管理人
2024/05/27 21:16:14

>C の場合 >変数定義で要素数を書かない場合(上記 static int a[]; が該当)には当該変数は >不完全型な仮定義 (tentative definition) になる・・・と言いたいところなんですが > static がある場合には仮定義にならず一発定義になります。 確認しました。ここについてはこれですかね。 | 6.9.2 外部オブジェクト定義 … | オブジェクトに対する識別子の宣言が仮定義であり,内部結合をもつ場合, | その宣言の型は不完全型であってはならない。 これを普通に読むと、 static int a[]; はそれ自体でコンパイルエラーになりそうなものですが (まあ実際、役に立たないと思いますし)、 | 大きさの分からない配列型は,不完全型とする。その型は,それ以降のその型の | 識別子の宣言(内部結合又は外部結合をもつ)で大きさを指定することによって, | 完全となる。 こっちでは(内部結合でも)それ以降の宣言で大きさを指定すればよい、 とあるようで、これがどういう時に有効なのか、読み解けていません…
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