【C言語】初期化されていない配列にアクセスするとどうなる?挙動と注意点を解説

はじめに

C言語において、初期化されていない(未初期化の)配列を使用した場合、プログラムは正常に実行されるのでしょうか。本記事では、未初期化配列へのアクセス時に起こる現象を、サンプルコードと実行結果を交えて詳しく解説します。

結論：未初期化配列を使うとどうなるか

• 未初期化の配列を使用しても、コンパイルエラーや実行時エラーは一切発生しません。

• しかし、配列が未初期化のままだと、予測不能な値(不定値・ゴミ値) が出力される可能性があります。

• そのため、バグやセキュリティ上の問題を防ぐ観点からも、配列の要素は必ずデフォルト値で初期化しておく ことが重要です。

サンプルプログラム1

以下は、初期化の状態が異なる3つの配列(a、b、c)にアクセスして、それぞれの要素を表示するC言語プログラムです。

#include <stdio.h>
int main(void){
    int a[4];
    int b[4] = {1};
    int c[4] = {1,2,3,4};
    int i; //ループカウンタ

    //各配列の全要素を表示
    printf("\nArray a:\n");
    for( i=0; i<4; i++ )
        printf("arr[%d]: %d\n",i,a[i]);

    printf("\nArray b:\n");
    for( i=0; i<4; i++)
        printf("arr[%d]: %d\n",i,b[i]);

    printf("\nArray c:\n");
    for( i=0; i<4; i++ )
        printf("arr[%d]: %d\n",i, c[i]);

    return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、次のような結果が出力されます。

Array a:
arr[0]: 4195872
arr[1]: 0
arr[2]: 4195408
arr[3]: 0

Array b:
arr[0]: 1
arr[1]: 0
arr[2]: 0
arr[3]: 0

Array c:
arr[0]: 1
arr[1]: 2
arr[2]: 3
arr[3]: 4

結果のポイント

• 配列a(完全に未初期化)：メモリ上に残っていた無意味な値(ゴミ値)がそのまま表示されています。

• 配列b(先頭だけ {1} で初期化)：明示的に初期化された arr[0] は 1 ですが、残りの要素は自動的に 0 で初期化 されています。これは、初期化子を1つでも指定すると、残りの要素がゼロで埋められるというC言語の仕様によるものです。

• 配列c(すべて初期化済み)：意図どおり 1〜4 が正しく表示されています。

注意点

配列を初期化せずに使用した場合、デフォルトではゴミ値(不定値)が出力され、エラーメッセージは一切表示されません。これはローカル変数がスタック領域に確保され、そこに以前使われていたデータが残っているためです。つまり、プログラムは「一見正常に動いている」ように見えても、実際には未定義動作(UB: Undefined Behavior)を引き起こしている危険があります。

続いて、別のパターンでも同様の挙動を確認してみましょう。

サンプルプログラム2

#include <stdio.h>
int main(void){
    int A[4];
    int B[4];
    int C[4] = {1,2};
    int i; //ループカウンタ

    //各配列の全要素を表示
    printf("\nArray A:\n");
    for( i=0; i<4; i++ )
        printf("arr[%d]: %d\n",i,A[i]);

    printf("\nArray B:\n");
    for( i=0; i<4; i++)
        printf("arr[%d]: %d\n",i,B[i]);

    printf("\nArray C:\n");
    for( i=0; i<4; i++ )
        printf("arr[%d]: %d\n",i, C[i]);

    return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、次のような結果になります。

Array A:
arr[0]: 4195856
arr[1]: 0
arr[2]: 4195408
arr[3]: 0

Array B:
arr[0]: -915120393
arr[1]: 32767
arr[2]: 0
arr[3]: 0

Array C:
arr[0]: 1
arr[1]: 2
arr[2]: 0
arr[3]: 0

まとめ

• 未初期化の配列にアクセスしてもエラーは出ませんが、出力される値は毎回異なる不定値になる可能性があり、極めて不安定です。

• 部分的に初期化した場合は、残りの要素が自動的に 0 で埋められます。

• 安全なコードを書くためには、宣言時に {0} などで全要素を明示的に初期化する習慣をつけましょう。