その文字列何番目？sizeof

Question

前提・実現したいこと

ある配列中にある文字列が何番目にあるのかを求める。
プログラム自体はできていて実行結果もあっているのですが、なぜそれであっているのかわかりません。
ch-pではなくなぜp-chなのでしょうか？
chが配列全体で、pが文字列が見つかった箇所からの配列であったら、ch>=pになりませんか？
また、sizeof(char)==1なので１に直してもできたのですが、そしたらsizeof(char)の存在意義ってなんですか？
初心者にもわかる詳しい説明お願いします。

発生している問題・エラーメッセージ

特になし

該当のソースコード

#include <stdio.h> 
#include <string.h>  

int main(void)
{
    FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("ファイルの読み込みに失敗\n");
        return 1;
    }
    char ch[20001];
    fscanf(fp, "%20000s", ch);
    fclose(fp);

    printf("▼=====テキストファイルの内容=====▼\n%s\n", ch);

    printf("\nパターンを入力してください。＊a,t,g,cのみ\n");
    char str[20001];
    scanf("%20000s", str);

    int count1 = -1;
    for (char *p = ch; p = strstr(p, str); p++){   
 
      count1 =( p - ch ) / sizeof(char) + 1;　　　 /*←ここがなぜ合っているのか分からない*/


    printf(" パターン「\"%s\"」は%d番目からです。\n",str,count1);

}
 
   return 0;
}

試したこと

実際にpとchの大きさを求めるプログラムを作ってみたのですがそれぞれ4と20001が出てきました。pがおかしい、、、

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

pはポインター変数なので、その値はメモリアドレス(メモリ上の位置情報)です。sizeofで調べられる大きさは、あなたがプログラムを動かしているマシンでは4バイトですね。この値は別におかしくありません。あなたのマシンでは、メモリアドレスを保存するのに4バイト必要というだけです。

chは文字型の配列で、要素数は20001個です。配列をsizeofで調べたときの大きさは、要素数×1個あたりの要素の大きさ(文字型では1)で、20001バイトになります。この値もおかしくありません。

さて、p - chという式について解説します。

まず、chを[]なしで書くと、配列の先頭(添え字0)の要素のメモリアドレス(位置情報)が得られます。

いっぽう、pの値はstrchrの返り値で、配列chに格納された文字列のとある場所から、別の配列strに格納された文字列を探し、最初に見つかった箇所の先頭のメモリアドレスになります。

つまり、chの値もpの値も、配列chの要素のメモリアドレスです。
2つの値のどちらが大きいかというと、pのほうです。chは先頭の要素のメモリアドレスで、プログラム実行中には変化しない値ですが、pの値は(chとstrに格納された文字列しだいで)先頭の要素だけでなく、その後ろの任意の要素のメモリアドレスになり得ます。

そして、後ろの方の要素のメモリアドレスのほうが、先頭の要素のメモリアドレスよりも大きいので、引き算の順序はp - chということになります。

同じ配列の2つの要素のメモリアドレスの値を引き算すると、2つの要素の添え字の差が得られます。このプログラムでは、先頭を「1番目」と表示するために、さらに1を加えています。

Comments

[ishiko]

詳しい説明ありがとうございます。理解できました！
参考書より正直分かりやすかったです。

[kazuma-s]

> intやdoubleの配列ではsizeof(int)やsizeof(double)で割って要素数などを求めることになります。

ポインタ同士の引き算の結果は、要素数なので、sizeof(int) などで割る必要はありません。

[Daregada]

そうでしたね。配列の要素数を求めるときと混同していました。修正しておきます。

Answer 2

chが配列全体で、pが文字列が見つかった箇所からの配列であったら、ch>=pになりませんか？

chのような配列名を式中で使うと、「sizeofの引数にした」「&chのようにアドレスを取ろうとした」ような特定の場合を除いて、配列の先頭アドレスとして解釈されます。

pは配列の先頭もしくは途中を指していますので、p>=chです。

Comments

[maisumakun]

> 実際にpとchの大きさを求めるプログラムを作ってみたのですがそれぞれ4と20001が出てきました。pがおかしい、、、

比較しているのは「大きさ」ではありません。アドレス同士です。

[ishiko]

なるほど！
そういうことだったのですね。
分かりやすい説明ありがとうございます。納得できました。

Answer 3

そしたらsizeof(char)の存在意義ってなんですか？

charのサイズが1とは限らないからです。

Comments

[ishiko]

どこかのネットサイトにどんなときも１になると書いてあったのですが、どんなときに１にならないのでしょうか？

[kazuma-s]

Cの規格書 JIS X 3010:2003 (ISO/IEC 9899:1999) には、1とすると書かれています。

6.5.3.4 sizeof 演算子
制約 sizeof 演算子は，関数型若しくは不完全型をもつ式，それらの型の名前を
括弧で囲んだもの，又はビットフィールドメンバを指し示す式に対して適用しては
ならない。
意味規則 sizeof 演算子の結果は，そのオペランドの大きさ（バイト数）とする。
オペランドは，式，又は括弧で囲まれた型の名前のいずれかとする。
...
型 char，unsigned char 若しくは signed char（又はそれらの修飾版）をもつ
オペランドに適用した場合の結果は，1 とする。

[ishiko]

細かい決まりがあるのですね。
メモしておきます。
返信ありがとうございます。