【C言語】動的メモリ確保を使って配列の最大値・最小値を求めるプログラム

C言語では、実行時に必要なメモリ量を柔軟に確保できる「動的メモリ確保」という仕組みが用意されています。本記事では、動的メモリ確保を活用して、配列内の最大値と最小値を求めるプログラムを解説します。

問題

C言語で動的メモリ確保を使用し、配列の中から最大値と最小値を見つけるプログラムを作成します。

動的メモリ確保とは

動的メモリ確保を利用すると、C言語のプログラマはコンパイル時ではなく実行時（ランタイム）にメモリを割り当てることができます。これにより、ユーザーの入力サイズなどに応じて柔軟にメモリを管理できます。

実行時にメモリを動的に確保するために使用される主な関数は以下のとおりです。

• malloc()関数： 実行時に指定したバイト数分のメモリブロックを1つ確保します。確保された領域は初期化されないため、必要に応じて初期化が必要です。
• calloc()関数： 実行時に連続した複数のメモリブロックを確保します。malloc()と異なり、確保した領域はすべて0で初期化されます。
• realloc()関数： すでに確保済みのメモリ領域のサイズを縮小または拡張します。
• free()関数： 使用済みのメモリ領域を解放し、システムに返却します。メモリリークを防ぐために必ず呼び出すようにしましょう。

配列の最大値・最小値を求めるロジック

まず、配列用のメモリを動的に確保します。

p=(int*)malloc(n*sizeof(int)); //動的メモリ確保
for(i=0;i<n;i++){
    scanf("%d",p+i);
    if(*(p+i)>max) //最大要素の判定
       max=*(p+i);
}

最小値を求める場合も同様に、比較条件を逆にするだけです。

for(i=0;i<n;i++){
    scanf("%d",p+i);
    if(*(p+i)<min) //最小要素の判定
       min=*(p+i);
}

ポイントは、変数 max を表現可能な最小値（-32768）で、min を最大値（32767）でそれぞれ初期化しておくことです。こうすることで、入力されたどの値とも正しく比較できます。なお、より移植性の高いコードにしたい場合は、<limits.h> ヘッダーの INT_MAX や INT_MIN マクロを使用するとよいでしょう。

サンプルプログラム

#include<stdio.h>
int main(){
   int *p,n,i,max=-32768,min=32767;
   printf("\n サイズを入力してください:");
   scanf("%d",&n);
   p=(int*)malloc(n*sizeof(int)); //動的メモリ確保
   printf("\n 要素を入力してください:");
   for(i=0;i<n;i++){
      scanf("%d",p+i);
      if(*(p+i)>max) //最大要素の判定
         max=*(p+i);
      if(*(p+i)<min) //最小要素の判定
         min=*(p+i);
   }
   printf("\n 最大値=%d\n 最小値=%d",max,min);
   free(p); //メモリ解放
}

実行結果

たとえば、サイズとして5を入力し、要素として「10, 25, 3, 48, 7」を入力した場合の出力は以下のようになります。

サイズを入力してください:
5
要素を入力してください:
10 25 3 48 7

最大値=48
最小値=3

なお、何も入力せずにループがスキップされた場合には、初期値のまま「maximum=-32768」「minimum=32767」が出力されます。

まとめ

このプログラムでは、malloc() によって実行時に必要なサイズのメモリを確保し、ポインタ演算を通じて各要素にアクセスしています。処理完了後には free() でメモリを解放することで、安全かつ効率的なメモリ管理を実現しています。動的メモリ確保をマスターすれば、入力サイズが事前にわからないデータでも柔軟に扱えるようになります。