なぜC言語は配列パラメータをポインタとして扱うのか？効率性の観点から解説

なぜC言語は配列パラメータをポインタとして扱うのか？

C言語では、関数へ配列を渡すとき、そのパラメータは自動的にポインタとして扱われます。これは、処理時間を短縮し、プログラムをより効率的に動作させるためです。

仮に配列の各要素のアドレスを1つずつ関数の引数として渡すことも可能ですが、その場合は要素の数だけ処理が必要となり、非常に時間がかかってしまいます。そこでC言語では、配列の先頭要素のアドレス（ベースアドレス）だけを関数に渡す方式が採用されています。先頭アドレスが分かれば、ポインタ演算によって残りのすべての要素へ順番にアクセスできるためです。

実際のところ、次の2つの関数宣言はコンパイラにとってまったく同じ意味を持ちます。

void fun(int a[]) {
    ...
}
void fun(int *a) {  // ポインタ形式。より効率的で意図も明確
    ...
}

サンプルコード

以下は、配列形式とポインタ形式のどちらでも同じ結果を出力するC言語のサンプルプログラムです。

#include <stdio.h>

void display1(int a[]) /* 配列形式で配列の内容を表示 */
{
    int i;
    printf("\nCurrent content of the array is: \n");
    for(i = 0; i < 5; i++)
        printf(" %d", a[i]);
}

void display2(int *a) /* ポインタ形式で配列の内容を表示 */
{
    int i;
    printf("\nCurrent content of the array is: \n");
    for(i = 0; i < 5; i++)
        printf(" %d", *(a + i));
}

int main()
{
    int a[5] = {4, 2, 7, 9, 6}; /* 配列要素の初期化 */

    display1(a);
    display2(a);
    return 0;
}

実行結果

Current content of the array is:
4 2 7 9 6
Current content of the array is:
4 2 7 9 6

補足：配列の減衰（array decay）について

このように配列名が先頭要素へのポインタへ暗黙的に変換される挙動は、「配列の減衰（array to pointer conversion）」と呼ばれます。sizeof演算子や&演算子を使用する場合など一部の例外を除き、配列名はポインタとして振る舞います。また、関数側でポインタとして受け取った時点では配列のサイズ情報が失われるため、sizeofで要素数を取得できない点には注意が必要です。実務では、要素数を別の引数として一緒に渡すのが一般的な対策となります。