C言語の出力について

Question

#include <stdio.h>
int main(void){
   char a[]="012345", *p=a+1;
    printf("%d\n",a);
    (*p)++;
    printf("%c\n",*p);
}

C言語に関して初歩的な質問ですが、この時出力が-491984928と2になる理由が全く分かりません。
それに当たり以下の疑問があるのですが教えてください。
①aは配列という考えであっていますでしょうか？しかしprintfで表示するとどこから出てきた数字かわからないものが出力されました。
② p=a+1;において配列に1を足したpに何の値が入っているのでしょうか？
③(*p)++;の()の意味が分かりません。*p++;ではなぜ値が変わるのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

Comments

[ttyp03]

取り消します。

[LouiS0616]

@ttyp03 さん
このコードのままコンパイル通りますよ。

[ttyp03]

あぁ、char*として通るのか。
指摘ありがとうございます。
修正依頼は取り消します。

Answer 1

①aは配列という考えであっていますでしょうか？

はい。
ただし、文脈によっては先頭要素を指すポインタとして振る舞うことがあります。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2};
    if(arr == &arr[0]) {
        printf("arr == &arr[0]\n");    // この行が実行されます
    }
    
    return 0;
}

p=a+1 は p=&a[0]+1 と同じです。

しかしprintfで表示するとどこから出てきた数字かわからないものが出力されました。

文字列を出力する際は、書式指定子 %s を使って下さい。

② p=a+1;において配列に1を足したpに何の値が入っているのでしょうか？

配列の先頭アドレスの次のアドレスです。
また char * までがpの型なので、*p=a+1 というより p=a+1 です。

③(*p)++;の()の意味が分かりません。*p++;ではなぜ値が変わるのでしょうか？

*p++ は *(p++) と同じだからです。

追記

このようにコードの動作を可視化するサービスを使うと、少しイメージを固めやすいです。

下記リンク先に飛んで少し待つと画面が画像のように切り替わります。
『Next』ボタンでワンステップずつ処理を進められますから、観察してみて下さい。
Visualize Python, Java, JavaScript, C, C++, Ruby code execution

Comments

[Nyankoy]

詳しくありがとうございます。aとa[0]が同じということは、*p=a+1において*pは012345+1で012346になるということでしょうか？

[LouiS0616]

1. 『aとa[0]が同じ』とは書いていません。『aと&a[0]が同じように振る舞うことがある』というような記述はしています。
2. a+1は012345+1と同じではありません。なぜならaは数値型では無いからです。
3. 回答でも指摘しているとおり、*p=a+1 ではなく p=a+1 です。char *p = a+1; は char *p; p=a+1; と同じです。

[LouiS0616]

ただし、a[n] と *(a+n) は同じです。

[Nyankoy]

なるほど……難しくてよくわからないところが多いのですがではaは何を示していると考えたらよいのでしょうか？

[LouiS0616]

a自体はあくまで配列なのですけれど、a+n みたいな式の中で扱う際は先頭ポインタとして扱われます。
『aとはつまり先頭ポインタだ！』と言い切れたら分かり易いんですが、語弊ありまくりなので避けてます。例外がいくつかあるもので。

a+1と書いた場合、その計算結果は &a[1] になります。
つまり p = a + 1 は p = &a[1] と同じです。

[Nyankoy]

ようやく分かってきました！丁寧にありがとうございます。
あと③に関しては
(*p)++;は&a[1] の値に1加算したもので、*p++;は&a[2]の値を示すということであっているでしょうか？

[LouiS0616]

*p ⇒ ポインタpがデリファレンス(間接参照)され、参照先の値を持ってきます。例えば p = a+1 の場合、*p は a[1] と同じだということになります。
(*p)++ ⇒ 上述のとおり *p は参照先の値を持ってくるので、『参照先の値が』インクリメントされます。

p++ ⇒ ポインタを返したあと、『ポインタそのものが』インクリメントされます。++p と p++ とでは動作が異なりますが、話が若干逸れるのでここでは置いておきます。ただし考察の際には無視できないので、お手持ちの資料で前置／後置インクリメントの動作の違いを調べておいて下さい。
*(p++) ⇒ 上述のとおり p++ はポインタを返すので、そのポインタの参照先の値を返します。

[LouiS0616]

ツールのリンクを回答に追記しておきましたので、実際に試してみて下さい。

[Nyankoy]

丁寧にリンクまで教えてくださり本当にありがとうございます。実際に試しながら確認いたします。
とても助かりました。ベストアンサーにさせて頂きます。

Answer 2

①
char a[];はchar型の配列を意味しています。
a[0]はchar、a[1]はchar、a[]2はchar・・・
従ってprintf("%c",a[0]);とするとa[0]の中身である'0'が表示されます。
しかしaはcharではなく、a[]の先頭アドレスを示しています。
char a[]と宣言したのでaの型はchar*となります。
a[]の先頭アドレスはa[0]のアドレス&a[0]と同じです。
printf("%d\n",a);と printf("%d\n",&a[0]);は同じ結果となります。

②
aはchar*型なので、a+1はaに1Byte(char一つ分)プラスされたアドレスが表示されます。それ即ちa[1]のアドレスです。

Comments

[LouiS0616]

> char a[]と宣言したのでaの型はchar*となります。

これは誤りかと。
char a[] = "hoge" と char *a = "hoge" で異なる振る舞いをすることがあります。

[YOshim]

なるほど、確かにそうですね。失礼しました。

Answer 3

printf("%d\n",a);

では、（どこから出てきた数字かわからないもの）aのアドレスが表示されます。

printf("%p\n",a); に変えて実行してみて下さい。