C言語のポインタ、これで実行できない理由を教えてください。

Question

授業とは違うプログラムを作ったのですが、これでうまく実行できない理由がわかりません。

###問題
三⾓形の底辺の⻑さを格納するint型変数を指すポインタxpと、⾼さを格納するint型変数を指すポインタhpと、⾯積を格納す
るためのfloat型変数を指すポインタapを仮引数として受け取ると、三⾓形の⾯積を計算してapが指すfloat型変数に格納する
calc_area関数を作成せよ。さらに、適切にmain関数を設け、三⾓形の底辺の⻑さと⾼さを整数値で標準⼊⼒すると、三⾓形
の⾯積を⼩数点以下2桁まで標準出⼒するプログラムを作成せよ。

###回答のプログラム

#include<stdio.h>

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap);

int main(void) {
  int x, h;
  float area;

  printf("x = "); scanf("%d", &x);
  printf("h = "); scanf("%d", &h);

  calc_area(&x, &h, &area);

  printf("Area = %.2f\n", area);

  return 0;
}

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap) {
  *ap = *xp * *hp * 0.5;
}

###自分の回答

#include<stdio.h>

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap);

int main(void) {
  int *x, *h;
  float *area;

  printf("x = "); scanf("%d", x);
  printf("h = "); scanf("%d", h);

  calc_area(x, h, area);

  printf("Area = %.2f\n", *area);

  return 0;
}

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap) {
  *ap = *xp * *hp * 0.5;
}

アドレスとしてxを定義するとxの変数のアドレスを準備したことにはならないということですか？

Answer 1

xがどこを指しているかが問題です。

正回答では、格納する場所を作り、それを指すポインタをscanfに渡しました。

int x;//格納する場所
int* x_p = &x;//格納する場所を指すポインタ
scanf("%d", x_p);

ここで上例でx_pのみの状態が誤回答の状態です。どこを指しているか不明なポインタを渡しています。

追記

ポインタはあらかじめ格納する場所を用意しておく必要があるということですか？

じゃないと何を指し示すのか(point)わからないじゃないですか。

ちなみにどこを指しているかわからない or NULL pointerはdereferenceしてはいけません。dereferenceとは具体的に言うと、operator *(単項演算子), operator []の呼び出しです。

int x;
int* p1 = &x;
int* p2;
int* p3 = NULL;
int* p4 = malloc(sizof(int));
*p1;//OK
//*p2;//NG: Undefined Behavior: C11, 6.5.3.2p4
//*p3;//NG: Undefined Behavior: C11, 6.5.3.2p4
*p4;//OK
free(p4);

ref:

• c++ - Is dereferencing a pointer that's equal to nullptr undefined behavior by the standard? - Stack Overflow

Comments

[yassuda]

int *x;
これだけでは、格納する場所がxでそのポインタを表す。
というふうにはならないということですか？
つまり、ポインタはあらかじめ格納する場所を用意しておく必要があるということですか？

[yumetodo]

>格納する場所がxで

ちがいますね。その場合xはポインタを格納する場所です

[yassuda]

ポインタに関する理解が深まりました。
ありがとうございました。

[yumetodo]

>ポインタはあらかじめ格納する場所を用意しておく必要がある

ちがいます。ポインタをdereferenceする前に有効なポインタ(NULLポインタとかどこ指しているかわからんぽいんたではない)にしましょう、というお話。

Answer 2

解決済みのようですが一言

ポインタ変数は定義しただけでは有効領域を指し示しません。（つまりそれだけでは意味をなさない）常に有効領域を指し示すかまたは明示的にNULLを代入しておくことをお勧めします。（暗黙的にNULLが代入されるとは限りません）

例
int* p = NULL;//（定義時に初期化）

free(p);
p = NULL;//メモリ開放関数を使ったらNULL埋め

Answer 3

変数は、ロッカーみたいなものです。

プログラムくんが起動したとき、OSちゃんは、「このロッカーの10番までは好きに使って。中身は捨ててもいいよ。」って言ってくれました。プログラムくんは、友達のアイオーくんから荷物を受けとるために、「1番のロッカーの中に入ってる指示書に従って」とアイオーくんに伝えましたが、メモを入れるのを忘れていました。

アイオーくんが1番のロッカーの中を覗くと、OSちゃんが捨て忘れた「20番のロッカーに入れる」ってメモが入っていました。アイオーくんが20番のロッカーを開けようとしたら、OSちゃんが「えっち、もう知らない!」って怒ってしまいました。プログラムくんにも口を利いてくれません。

ポインタってのは、上に書いたメモみたいなものです。慣れれば大変便利なものです(1つのロッカーに入りきらないときに、どこのロッカーに入れたかのメモがあれば思い出せる)。けど、プログラムが起動したときは色々入っていたりすることがあって、中身を捨てずに残っていたメモを見てロッカーを開けようとすると、怒られてしまうのです。

プログラムさんとしては、メモを捨てて「(自分が使える)2番、3番のロッカーに入れる」という内容の新しいメモを入れないといけなかったのです。

これが、上手く動かなかった理由です。

Comments

[yumetodo]

その説明よく見かけるけど、ポインタへのポインタ型の説明とかconstとかどう説明する気なんだろうといつも思う。

[majiponi]

質問にわかば*ガール…じゃなかった、若葉マークがあったので、文系の入門者向けの説明をしましたよとだけ。CPUの機能とかアセンブラとか説明しても、初心者バイバイになると思うと…ねorz

Answer 4

ポインターは実体が無いので、実体のアドレスを代入してあげます。

#include<stdio.h>

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap);

int main(void) {
  int *x, *h;
  float *area;
  int ix, ih;
  float farea;
  x=&ix;
  h=&ih;
  area=&farea;

  printf("x = "); scanf("%d", x);
  printf("h = "); scanf("%d", h);

  calc_area(x, h, area);

  printf("Area = %.2f\n", *area);
 printf("Area = %.2f\n", farea);

  return 0;
}

void calc_area(int *xp, int *hp, float *ap) {
  *ap = *xp * *hp * 0.5;
}

Comments

[yumetodo]

>ポインターは実体が無いので

それまたおかしな話。ポインタにも実体があるのでポインタをさすポインタ型があるんですががが

[A.Ichi]

その通りです。値を持たない？アドレスを指していない？とか表現能力の欠如でした。
ポインターなので定義されただけでは、型と領域は持っていますが、アドレス情報が無いので使う前に、値が入っているアドレスを指してあげる必要が有ります。

[yumetodo]

>使う前

というよりdereferenceする前ですね。「使う」だとなんのことかわかりにくいので。

[A.Ichi]

日常そんな会話しかして居ないのですみません。dereferenceですね。ありがとうございます。