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C言語における文字列操作:strlen()とsizeof()の違いを徹底解説

C言語における文字列の長さ取得:strlen() と sizeof() の違い

プログラミングにおいて、文字列とは複数の文字(character)が集まって構成されるデータのことです。C言語では、「この文字列には何文字使われているのか」という長さを調べる場面が頻繁にありますが、そのために用意されているのが strlen()sizeof() の2つのアプローチです。

どちらも対象の「長さ」を知るために使用されますが、内部実装やNULL終端文字の扱いなどには重要な違いがあります。まずは、両者の基本的な相違点を表にまとめます。

strlen() と sizeof() の比較表

No.項目strlen()sizeof()
1定義string.h ヘッダーファイルに定義されている標準ライブラリ関数です。関数ではなく、単項演算子の一種です。
2実装方式文字列を先頭から走査して文字数をカウントし、NULL終端文字('\0')を除いた長さを返します。変数やデータ型が実際に確保しているメモリサイズをバイト単位で計算します(NULL文字も含みます)。
3NULL文字の扱いNULL終端文字を除外し、文字列の長さの合計には含めません。変数の中身(値)を問わず、割り当てられたメモリ全体のサイズを返します(NULL文字も含まれます)。
4評価タイミングプログラムの実行時(ランタイム)に文字列を走査して長さを求めます。コンパイル時にサイズが決定されます。

動作の違いを確認できるサンプルコード

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

int main(void) {
    char str[100] = "Hello";

    printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str)); // 出力: 5
    printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str)); // 出力: 100

    return 0;
}

この例では、str は100バイト分のメモリを確保した配列ですが、実際に格納されているのは "Hello" とNULL文字の計6文字分だけです。strlen() は有効な文字数である「5」を返し、sizeof() は確保された配列全体のサイズである「100」を返します。

ポインタの場合の注意点

char *ptr = "Hello";

printf("%zu\n", strlen(ptr)); // 出力: 5
printf("%zu\n", sizeof(ptr)); // 出力: 8(64ビット環境の場合)

sizeof() をポインタに対して適用すると、文字列の長さではなくポインタ自体のサイズ(64ビット環境では通常8バイト)が返されるため、注意が必要です。

使い分けのポイント

  • 文字列の長さを知りたい場合strlen() を使用する
  • 変数や型が占めるメモリサイズを知りたい場合sizeof() を使用する
  • sizeof() は配列の要素数を計算する際にも便利です:sizeof(arr) / sizeof(arr[0])

まとめ

strlen()sizeof() は一見似た用途に見えますが、前者は「NULL終端文字を除いた文字数」を、後者は「NULL文字も含めた実際のメモリサイズ(バイト数)」を返します。また、strlen() は実行時に文字列を走査するため処理コストが発生する一方、sizeof() はコンパイル時に決まるためオーバーヘッドがありません。それぞれの特性を正しく理解し、目的に応じて使い分けることが、バグのない安全なCプログラムを書くうえで重要です。

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