配列
複数のデータをまとめて管理する方法
概要
これまで学んだ変数は1つの値を保存するものでした。 しかし、10個の成績、100個のセンサー値など、 複数のデータを管理する必要がしばしばあります。
配列は、 同じ型の複数のデータを、 メモリ上に連続して保存し、 効率よく管理する仕組みです。
配列の基本
宣言と初期化
// 宣言（10個の整数を保存できる配列）
int scores[10];
// 宣言と初期化
int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
// サイズを省略（初期化子から自動判定）
int data[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // サイズは5
インデックスでアクセス
int arr[3] = {10, 20, 30};
std::cout << arr[0] << std::endl; // 10（最初の要素）
std::cout << arr[1] << std::endl; // 20
std::cout << arr[2] << std::endl; // 30
// 値の変更
arr[1] = 25;
std::cout << arr[1] << std::endl; // 25
重要：インデックスは0から開始です。
配列の実例
例1: 7日間の気温を保存
#include <iostream>
int main() {
int temps[7] = {20, 22, 19, 23, 25, 24, 21}; // 1週間の気温
// 平均気温を計算
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 7; i++) {
sum += temps[i];
}
double average = sum / 7.0;
std::cout << "平均気温: " << average << "度" << std::endl;
return 0;
}
平均気温: 22.2857度
例2: 学生の成績検索
#include <iostream>
int main() {
int scores[5] = {85, 92, 78, 88, 95};
int maxScore = scores[0];
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < 5; i++) {
if (scores[i] > maxScore) {
maxScore = scores[i];
maxIndex = i;
}
}
std::cout << "最高点: " << maxScore << std::endl;
std::cout << "順位: " << (maxIndex + 1) << "番目" << std::endl;
return 0;
}
最高点: 95
順位: 5番目
2次元配列
2次元配列は、 行と列で表現できるテーブル形式のデータに使います。
// 3行4列の2次元配列
int matrix[3][4] = {
{1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{9, 10, 11, 12}
};
// アクセス
std::cout << matrix[0][0] << std::endl; // 1
std::cout << matrix[1][2] << std::endl; // 7
std::cout << matrix[2][3] << std::endl; // 12
例：成績表
#include <iostream>
int main() {
// 学生4名、3科目の成績
int grades[4][3] = {
{80, 90, 85}, // 学生1
{75, 88, 92}, // 学生2
{95, 87, 89}, // 学生3
{70, 75, 80} // 学生4
};
// 科目別の平均点を計算
for (int subject = 0; subject < 3; subject++) {
int sum = 0;
for (int student = 0; student < 4; student++) {
sum += grades[student][subject];
}
std::cout << "科目" << (subject + 1) << "の平均: " << (sum / 4.0) << std::endl;
}
return 0;
}
科目1の平均: 80
科目2の平均: 85
科目3の平均: 86.5
配列と関数
関数に配列を渡す場合、 配列の名前を渡すと、 自動的に配列のアドレス（参照）が渡されるため、 関数内で配列を変更できます。
#include <iostream>
void addOne(int arr[], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
arr[i]++;
}
}
int main() {
int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
std::cout << "変更前: ";
for (int x : numbers) std::cout << x << " ";
std::cout << std::endl;
addOne(numbers, 5);
std::cout << "変更後: ";
for (int x : numbers) std::cout << x << " ";
std::cout << std::endl;
return 0;
}
変更前: 1 2 3 4 5
変更後: 2 3 4 5 6
範囲ベースの for ループ
C++11以降、範囲ベースの for ループを使って、 配列の各要素に簡単にアクセスできます。
#include <iostream>
int main() {
int nums[] = {10, 20, 30, 40, 50};
// 通常の for ループ
std::cout << "通常: ";
for (int i = 0; i < 5; i++) {
std::cout << nums[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
// 範囲ベースの for ループ
std::cout << "範囲ベース: ";
for (int num : nums) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
通常: 10 20 30 40 50
範囲ベース: 10 20 30 40 50
ポイント
- 配列は複数の同じ型のデータをまとめて管理
- インデックスは0から開始
- 2次元配列でテーブル形式のデータを表現
- 関数への配列渡しは自動的に参照（アドレス）
- 範囲ベースthe for ループで簡潔に反復化
よくある誤り
誤り1: 配列のサイズを超えてアクセス
int arr[3] = {1, 2, 3};
std::cout << arr[3] << std::endl; // 危険!: 存在しない領域にアクセス
std::cout << arr[10] << std::endl; // クラッシュ
誤り2: 配列のサイズを動的に変える
int arr[10];
arr[15] = 100; // エラー!: 配列のサイズは変えられない
誤り3: 初期化子以外でのサイズ省略
int arr[]; // エラー!: 初期化子がないとサイズ不明
やってみよう
練習1: 10個の整数を入力させ、合計と平均を計算。
練習2: 配列の最大値と最小値を見つける関数。
練習3: 2つの配列を逆順でマージする関数。
チャレンジ: ソートアルゴリズム（バブルソート）の実装。
まとめ
- 配列は複数データの効率的な管理
- 配列と for ループでデータ処理が飛躍的に効率化
- 2次元配列で複雑なデータ構造に対応
- インデックス範囲に注意