文字列とポインタの関係性について ３

Question

###前提
書籍で勉強している学生です。
書籍の解答がないため問題のヒントや解説をしていただけると嬉しいです。

###問題
文字列ｓの中に、文字ｃが含まれていれば、その文字（複数含まれる場合は、最も先頭側の文字）へのポインタを返し、含まれていなければ空ポインタを返す関数を作成せよ。添字演算子を用いずに実現すること。

char *str_chr (const char *s, int c){/* ... */}

###該当のソースコード

char *str_chr (const char *s, int c){
	char *t;
	do{
		if(*s == c){
			*t = *s;
			return t;
		}
	}while(*s++);

	return NULL;
}

###疑問点
上記のコードはコンパイルエラーは出ないのですが、実行しようとすると上手く動作してくれません。
どこがいけないのか指摘して頂けると有り難いです。
また、考え方自体が的外れな場合それも指摘して頂きたいです。

###補足情報
書籍　：　新明解c言語　入門編
演習　１１－６

Comments

[Zuishin]

エラーは出なくても警告が二つ出るんじゃないですか？ もし出ないのならコンパイラのオプションを確認してください。

[kamecha]

すみません。コンパイラの導入にもなかなか手こずったため、http://www.asahi-net.or.jp/~wg5k-ickw/html/online/gcc-2.95.2/gcc_2.html#SEC6等のサイトを見てもよく分かりませんでした。どのような点で警告が出るのですか。

[Zuishin]

警告の内容はみなさんのおっしゃる通りですが、どこにどんなバグがあるか警告してくれないコンパイラは使いにくいので直した方がいいと思います。またテキストエディタもちゃんとしたものを使えばコンパイルする前に警告してくれて間違いを修正できます。VS Code や ATOM が人気があるようです。

[kamecha]

有り難うございます。現在Sublime　Textを使用しているため変更も考えてみます。

[Zuishin]

Sublime Text もいいエディタと聞いています。詳しくありませんが、編集中に C の構文チェックをするプラグインがあるんじゃないでしょうか？

[kamecha]

調べて、導入していきます！　有り難うございました！

Answer 1

まず、考え方は正しいです。

文字を発見した場所で*t = *sという代入をしていますね。
これはポインタ変数tが指し示しているメモリにsが指し示しているメモリの内容 (＝この場合は発見した文字) を代入する、という意味になります。

ところがそのtはchar *t;と宣言されていて、初期化されていません。つまりこのtには何かよくわからない変な値が入っているわけです。当然正しいメモリを指してなどいませんので、普通はアクセス違反で落ちてしまいます。

仮に落ちなかった場合でも、何かよくわからない変な数字であるtをreturn t;しているわけなので、関数str_chr()の戻り値自体が無意味なものになってしまっているわけですね。

欲しいのはその文字を指すポインタですから、*t = *s ではなく t = s とすればよいです。

char *str_chr (const char *s, int c){
    char *t;
    do{
        if(*s == c){
            // *t = *s;  // <- s の中身 (=文字) を代入するのではなく
            t = s;       // <- s そのもの (=文字を指すポインタ) を代入する
            return t;
        }
    }while(*s++);

    return NULL;
}

ただし代入してすぐ return t;していますね。だったら最初からchar *t;を作らずとも、return s;してしまえばよいことになります。

char *str_chr (const char *s, int c){
    // char *t;
    do{
        if(*s == c){
            // *t = *s;
            // t = s;
            // return t;
            return s;
        }
    }while(*s++);

    return NULL;
}

これでとりあえず、意図する動きはできたと思います。

---

ところで、tを使うにせよ使わないにせよ、修正するべき点があります。それは戻り値の型で、char * ではなく const char * にするべきです。

// char *str_chr (const char *s, int c){
const char *str_chr (const char *s, int c){
    // ...
}

引数でconst char *として受けとるのは、「私は中身を書き換えないので読み込み専用のものを渡しても大丈夫ですよ」という宣言です。ところがchar *で返してしまうと、戻り値を受けた側がそれを使ってその「読み込み専用のもの」を書き換えることができてしまいます。もちろん、char *で返したとしてもそれを使った書き換えをしなければ別にいいのですが、きちんと const をつけておけば、うっかり書き換えてしまったときにコンパイラがエラーにしてくれます。

Comments

[kamecha]

分かりやすい説明有り難うございます。
cahr *s で宣言した後の　s は、ポインタｓが指す文字のアドレスを意味する訳ですね。

[catsforepaw]

一応念のため指摘です。

> char * ではなく const char * にするべきです。

それは出題者（＝本の著者）に言うべきですね。ただ、出題者はC標準のstrchrと同じものを自分で作らせようとしているのだと思われますが、その本家strchrのプロトタイプが、引数は`const char *`で戻り値が`char *`となっています。Cではそういうものなのでしょう。
ちなみに、C++標準のstrchrのプロトタイプは`char *`版と`const char *`版で分かれています。

[Eki]

そうでした、本の出題だということを失念していました。

恥ずかしながら strchr() の戻り値が char * だということを今知りました。StackOverflow にもその件に関する質問があって (https://stackoverflow.com/questions/14367727/how-does-strchr-implementation-work) 、そちらの回答者は過去に const が導入されたときの互換性維持のためと推察していますね。

勉強になりました、ありがとうございます。

Answer 2

*t = *s;は、「ポインタsの指すところの1文字を、ポインタtの指すところにコピーする」という動作ですよ。

Comments

[kamecha]

なるほど、ということはtは不要ですね。

[otn]

tを使うなら、
t = s;
が正しいですね。
ポインタ自体と、「ポインタの指す先のもの」の区別を意識しましょう。

Answer 3

char *str_chr (const char *s, int c)
この関数を次のように呼び出した場合のことを考えて見ます。

char buff[5] = "1234";
char *padr;
padr = str_chr(buff, '3');

仮にメモリ上に次のようにデータが配置されたとします。
番地は適当です。

番地|データ
1000|'1'   // buff[0]
1001|'2'   // buff[1]
1002|'3'   // buff[2]
1003|'4'   // buff[3]
1004|'\0'  // buff[4]

str_chrが受け取る引数sは1000になります。
つまり

sは1000 ← 番地（アドレス）
*sは'1' ← sが持つ番地にある実際の値

sのアドレスを基点に順にデータを見て行き、引数cと同じ値を探します。
つまり
順の処理はsをインクリメントする。
同じ値かを見るのは*sとcを比較する。

発見したらそのアドレスを返します。
つまり
インクリメントしているsを返します。
例で言うとcには'3'が渡されるので、一致する値が格納されているのは1002番地です。

つまり
pdarには1002が入ります。
*pdrは'3'になります。

提示されているコードのどこに問題があるかまでは書きません。
上記を良く理解できれば修正箇所も見えてくると思います。

Comments

[kamecha]

有り難うございます。
*s と　s の違いがよく分かりました。

Answer 4

ローカル変数tは事実上不要と思われます。条件に合致したらそのときのポインタsをそのまま返せばいい。

その他、ループの書き方が不自然だと思います。多分、文字が見つからないときわざわざ終端文字との比較を行います。終端文字も検索対象とする、という仕様ですか？

Comments

[kamecha]

その意図はありません。
では、do while 文でなくwhile文だけの方がよろしいのでしょうか。