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C++: C++ ポインタ

最終更新：2026-08-31

これまで、変数はメモリ上の「箱」のようなものだと学びました。

でも、その「箱」がメモリ上のどこにあるか知りたい場合は？

ポインタは変数のアドレスを格納する特別な変数 —— メモリの場所を指し示します。

1. ポインタとは？

(1) 1.1 ポインタの役割

役割 プログラムでの用途
変数のアドレスを格納（"どこにあるか"） ポインタ（アドレス）
アドレス先の値を取得（"何が入っているか"） 変数（アドレス先のメモリ）

ポインタの定義： 変数のアドレスを格納する変数。

(2) 1.2 なぜポインタが必要？

  1. 動的メモリ確保（new / delete）
  2. 関数で変数を変更（ポインタを経由）
  3. 配列の操作（配列とポインタの関係）
  4. データ構造の実装（連結リスト、ツリー、グラフ）

2. ポインタの宣言と初期化

(1) 2.1 ポインタの宣言

構文：

▶ サンプル 2：コード例（難易度 ⭐）

TEXT 📖 参照専用 
型* ポインタ名;

例：

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int* pInt; // intへのポインタ
    double* pDouble; // doubleへのポインタ
    char* pChar; // charへのポインタ
    
    return 0;
}
💡 ヒント： 型* は「型へのポインタ」を表します。

(2) 2.2 アドレス取得演算子（&）

& は変数のアドレスを取得します。

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    
    std::cout << "x の値：" << x << std::endl;
    std::cout << "x のアドレス：" << &x << std::endl; // 例：0x7ffd4a3b
    
    return 0;
}

出力例：

TEXT 📖 参照専用 
x の値：5
x のアドレス：0x7ffd4a3b
💡 ヒント： アドレスはシステムやコンパイラによって異なります。

(3) 2.3 ポインタの初期化

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int* p = &x; // pはxを指す（pの中身はxのアドレス）
    
    std::cout << "x のアドレス：" << &x << std::endl;
    std::cout << "p の値：" << p << std::endl; // &x と同じ
    
    return 0;
}

3. 間接参照（Dereference）

(1) 3.1 間接参照演算子（*）

* はポインタが指す値を取得します。

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int* p = &x; // pはxを指す
    
    std::cout << "x = " << x << std::endl; // 5
    std::cout << "*p = " << *p << std::endl; // 5（間接参照）
    
    return 0;
}
💡 ヒント： *p は x と同じ値を返します！

(2) 3.2 ポインタで変数の値を変更

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    int* p = &x;
    
    std::cout << "変更前：x = " << x << std::endl; // 5
    
    *p = 100; // xの値を変更
    
    std::cout << "変更後：x = " << x << std::endl; // 100
    
    return 0;
}

4. ポインタのサイズ

(1) 4.1 ポインタの sizeof

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int* pInt;
    double* pDouble;
    char* pChar;
    
    std::cout << "int* のサイズ：" << sizeof(pInt) << " バイト" << std::endl;
    std::cout << "double* のサイズ：" << sizeof(pDouble) << " バイト" << std::endl;
    std::cout << "char* のサイズ：" << sizeof(pChar) << " バイト" << std::endl;
    
    return 0;
}

出力（64ビットシステム）：

TEXT 📖 参照専用 
int* のサイズ：8 バイト
double* のサイズ：8 バイト
char* のサイズ：8 バイト
💡 ヒント： ポインタのサイズは型に関係なく同じ（64ビットシステムでは8バイト、32ビットでは4バイト） —— すべてアドレスを格納するからです。

5. ヌルポインタ（nullptr）

(1) 5.1 ヌルポインタとは？

ヌルポインタはどのオブジェクトも指さないポインタです。

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int* p = nullptr; // C++11以降の推奨書き方
    
    if (p == nullptr) {
        std::cout << "pはヌルポインタです" << std::endl;
    }
    
    return 0;
}
💡 ヒント： C++11より前は NULL（または 0）を使っていましたが、現在は nullptr を使います。

(2) 5.2 ヌルポインタの間接参照

TEXT 📖 参照専用 
#include <iostream>

int main() {
    int* p = nullptr;
    std::cout << *p << std::endl; // ❌ 未定義動作！
    return 0;
}

実行結果：

TEXT 📖 参照専用 
Segmentation fault (core dumped) // Linux
TEXT 📖 参照専用 
Process finished with exit code -1073741819 // Windows

⚠️ ヌルポインタの間接参照は絶対にしないでください！

6. ポインタと関数

(1) 6.1 問題：関数で変数を変更できない

CPP 
#include <iostream>

void modifyValue(int x) {
    x = 100; // ❌ ローカルコピーを変更、元の変数は変わらない
}

int main() {
    int a = 5;
    modifyValue(a);
    std::cout << "a = " << a << std::endl; // 5（変わらない）
    return 0;
}

(2) 6.2 解決策：ポインタを使う

CPP 
#include <iostream>

void modifyValue(int* p) {
    *p = 100; // ✅ ポインタ経由で変更
}

int main() {
    int a = 5;
    modifyValue(&a); // アドレスを渡す
    std::cout << "a = " << a << std::endl; // 100（変わった！）
    return 0;
}

7. 実践例：変数の値を交換

▶ サンプル 1：ポインタでswapを実装（難易度 ⭐）

CPP 
#include <iostream>

void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int main() {
    int x = 3, y = 5;
    std::cout << "交換前：x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    
    swap(&x, &y); // アドレスを渡す
    
    std::cout << "交換後：x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    
    return 0;
}
▶ 試してみよう

出力：

TEXT 📖 参照専用 
交換前：x = 3, y = 5
交換後：x = 5, y = 3
💡 ヒント： C++では参照を使う —— 参照でswapを実装するほうが簡潔です。

8. よくあるエラー

(1) 8.1 初期化していないポインタの間接参照

TEXT 📖 参照専用 
#include <iostream>

int main() {
    int* p; // ❌ 未初期化（ワイルドポインタ）
    std::cout << *p << std::endl; // ❌ 未定義動作！
    return 0;
}

解決： nullptr で初期化するか、有効な変数のアドレスを代入してください。

(2) 8.2 ポインタの型不一致

CPP 
#include <iostream>

int main() {
    int x = 5;
    double* p = &x; // ❌ エラー：int* と double* は互換性がない
    return 0;
}

コンパイルエラー：

TEXT 📖 参照専用 
error: cannot convert 'int*' to 'double*' in initialization

▶ サンプル 3：ポインタで2つの数を交換（難易度 ⭐⭐）

CPP 
#include <iostream>

void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    
    std::cout << "交換前: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    swap(&x, &y);
    std::cout << "交換後:  x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    
    return 0;
}
▶ 試してみよう

出力：

TEXT 📖 参照専用 
交換前: x = 10, y = 20
交換後:  x = 20, y = 10

❓ よくある質問

Q ポインタと参照の違いは？
A 主な違い：

  • ポインタは nullptr になれるが、参照は必ず何かを指す
  • ポインタは変数を変更できるが、参照は初期化時に束縛
  • ポインタは *p で間接参照、参照は変数名をそのまま使う

推奨：

📖 まとめ

  • ポインタは変数のアドレスを格納する特別な変数
  • 宣言：型* ポインタ名;
  • アドレス取得：&変数名
  • 間接参照：*ポインタ名
  • ヌルポインタ：nullptr
  • ヌルポインタや未初期化ポインタの間接参照は危険

📝 練習問題

  1. 初級（難易度 ⭐）： int 変数 x = 10 を作り、int* ポインタ p で x を指してください。x の値と *p の値を出力してください。

  2. 中級（難易度 ⭐⭐）： 関数 void addTen(int* p) を書いてください。ポインタが指す変数に10を加算します。main でテストしてください。

  3. 上級（難易度 ⭐⭐⭐）： プログラムを書いてください。3つの int 変数 a, b, c と3つのポインタを作ります。ポインタ経由で変数の値を100に設定し、出力してください。

9. 🚀 次のステップ

ポインタの基本を理解したら、次は ポインタと配列（レッスン23） —— 配列とポインタの深い関係、ポインタ演算を学ぼう！

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