ポインタのポインタについて

Question

上記写真のような問題に取り組んでいるのですが、ネットでどれだけ調べてもここでのポインタのポインタについての理解ができなかったので質問させていただきます。下のコードが僕の書いたものなのですが、output_strings_reverse関数の引数にどうしてポインタのポインタを使うのかわかりません。素人の自分からすると単にポインタstr_pを受け渡して*array_pを受け取ればいい気がするのですが、それでコードを書いてもうまくいかなかったのでだめなのでしょう。
質問は、ここでポインタのポインタを使わなければならない理由と、output_strings_reverse関数をどのようにすれば良いのかも教えてくれたら幸いです。

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

#define NUM_STRING 20  //文字列の最大個数
#define MAX_LEN 100   //文字配列のサイズ（入力文字列の最大長さ＋１）

//文字列の画面出力用関数（逆順）
void output_strings_reverse(char **array_p, int m)
{
  int i;
  printf("%d\n", m);
  for(i=m-1; m>=0; m--) {
    printf("%s\n", *array_p[i]);
  }
}


int main( void )
{ 
  int i;
  int n;  //文字列の個数
  char data[MAX_LEN]={};  //入力用文字列
  char *str_p[NUM_STRING];  //文字列へのポインタを格納するポインタ配列

  //i〜iiiの処理
  for(i=0; i<20; i++) {
    //iの処理
    printf("Input strings -> ");
    scanf("%s", data);
    printf("%s\n", data);
  if(strcmp(data, "end") == 0) break;
  //iiの処理
  *str_p[i] = (char *)malloc(strlen(data) + 1);
  strcpy(*str_p[i], data);

  }


  //文字列の画面出力
  output_strings_reverse(&str_p, i);

  //動的確保した領域の開放
  free(*str_p);


  return 0;
}

Answer 1

パッと見て、、

*str_p[i] = (char *)malloc(strlen(data) + 1);
strcpy(*str_p[i], data);

ここ、

  str_p[i] = (char *)malloc(strlen(data) + 1);
  strcpy(str_p[i], data);

じゃないでしょうか。
最近のコンパイラだと、型の不一致でエラー(警告かも)がでませんか?

おっと、

free(*str_p);

こちらも
for(i=0; i<20; i++) free(str_p[i]);
かな。

Comments

[pepperleaf]

ちょっと細かい説明を書く余裕がなくて申し訳ない、、です。
ただ、最近のコンパイラだと、この辺、結構、チェックが入って警告やら、エラーがでると思います。まず、それを丁寧にみる事を勧めます。

[K.M.PEANUTS]

メモリの動的確保についてはミスってました！
開放についてはfor文使うの知らなかったので教えていただきありがとうございます！

Answer 2

次のコードは理解できますか？

#include <stdio.h>

void output_int_reverse(int *p, int n)
{
	for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
		printf("%d\n", p[i]);
}

int main(void)
{
	int a[3] = { 11, 22, 33 };
	output_int_reverse(a, 3);
}

int を char * に変えてみましょう。

#include <stdio.h>

void output_str_reverse(char **p, int n)
{
	for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
		printf("%s\n", p[i]);
}

int main(void)
{
	char *a[3] = { "abc", "def", "ghi" };
	output_str_reverse(a, 3);
}

関数が、int の配列を引数で受け取る時、引数は int へのポインタです。
関数が、char * の配列を引数で受け取る時、引数は char * へのポインタです。
これが、ポインタのポインタを使わなければならない理由です。

Comments

[K.M.PEANUTS]

わかりやすいコードで説明いただきありがとうございます！このコードのおかげでやっと点と点が線で結ばれた気がします！

Answer 3

prog.c: In function 'output_strings_reverse':
prog.c:14:14: warning: format '%s' expects argument of type 'char *', but argument 2 has type 'int' [-Wformat=]
   14 |     printf("%s\n", *array_p[i]);
      |             ~^     ~~~~~~~~~~~
      |              |     |
      |              |     int
      |              char *
      |             %d
prog.c: In function 'main':
prog.c:34:13: warning: assignment to 'char' from 'char *' makes integer from pointer without a cast [-Wint-conversion]
   34 |   *str_p[i] = (char *)malloc(strlen(data) + 1);
      |             ^
prog.c:35:10: warning: passing argument 1 of 'strcpy' makes pointer from integer without a cast [-Wint-conversion]
   35 |   strcpy(*str_p[i], data);
      |          ^~~~~~~~~
      |          |
      |          char
In file included from prog.c:3:
/usr/include/string.h:125:39: note: expected 'char * restrict' but argument is of type 'char'
  125 | extern char *strcpy (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src)
      |                      ~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~
prog.c:41:26: warning: passing argument 1 of 'output_strings_reverse' from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]
   41 |   output_strings_reverse(&str_p, i);
      |                          ^~~~~~
      |                          |
      |                          char * (*)[20]
prog.c:9:36: note: expected 'char **' but argument is of type 'char * (*)[20]'
    9 | void output_strings_reverse(char **array_p, int m)
      |                             ~~~~~~~^~~~~~~
prog.c:22:7: warning: unused variable 'n' [-Wunused-variable]
   22 |   int n;  //文字列の個数
      |       ^

https://wandbox.org/permlink/KvPsd3OlqsBig1Lc

<source>(14): warning C4477: 'printf' : format string '%s' requires an argument of type 'char *', but variadic argument 1 has type 'int'
<source>(23): error C2059: syntax error: '}'
<source>(34): warning C4047: '=': 'char' differs in levels of indirection from 'char *'
<source>(35): warning C4047: 'function': 'char *' differs in levels of indirection from 'char'
<source>(35): warning C4024: 'strcpy': different types for formal and actual parameter 1
<source>(41): warning C4047: 'function': 'char **' differs in levels of indirection from 'char *(*)[20]'
<source>(41): warning C4024: 'output_strings_reverse': different types for formal and actual parameter 1

https://godbolt.org/z/5hqa7nofa

はい。コンパイラの警告は読みましょう。

char data[MAX_LEN]={}; 

これはC++の記法ですね、Cのaggregate初期化は最初の要素に対する初期値指定を省略できません。

ref: 本の虫: aggregateと初期化リストの不思議

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本題については簡単です。文字列が格納された領域を指し示すポインタの型はchar*です。このポインタを格納する領域へのポインタは必然的にchar**ですね。このポインタと個数がoutput_strings_reverseではほしいわけです。