【C++入門】関数から配列を返す方法｜ポインタとstatic変数を使った実装テクニック

C++では、配列全体をそのまま関数の戻り値として返すことはできません。しかし、配列へのポインタを返すことで、実質的に同じ目的を達成することが可能です。

ここで注意すべき点が1つあります。関数内で宣言された通常のローカル変数（自動変数）は、関数の処理が終了すると同時にメモリから破棄されるため、そのアドレスを関数の外へ返しても正しく動作しません。

この問題を解決するのがstatic変数です。ローカル変数を static として宣言すると、その変数はプログラムの実行中ずっとメモリ上に保持されるため、関数が終了した後もアドレスを安全に参照できるようになります。

ポインタを返す関数の基本構文

配列へのポインタを返す関数は、以下のように記述します。

int * function_name()
{ body }

各要素の意味は次のとおりです。

• function_name − ユーザーが自由に定義できる関数名です。
• 戻り値の型である int * は、「int型へのポインタ」を返すことを示しています。

サンプルコード：関数から配列を返す例

それでは、実際に関数から配列を返すプログラムを見てみましょう。

#include <iostream>
using namespace std;
int * ret() {
    static int x[3];
    for(int i=0 ; i<5 ; i++) {
        cout << " " << &x[i];
    }
    return x;
}
int main() {
    ret();
    return 0;
}

実行結果

0x601180 0x601184 0x60118c 0x601188 0x601190

※出力されるアドレス値は、実行環境やコンパイラによって異なります。

コードの解説

このプログラムでは、配列を返す関数 ret() を定義しています。ポイントとなる部分を順番に見ていきましょう。

① static配列の宣言とアドレスの出力

int * ret() {
    static int x[3];
    for(int i=0 ; i<5 ; i++) {
        cout << " " << &x[i];
    }
    return x;
}

関数内で static int x[3] として静的なint型配列を宣言しています。static を付けることで、この配列は関数の呼び出しが終わってもメモリ上に残り続けます。

続くforループでは、各要素の先頭アドレスを &x[i] によって取得し、標準出力に表示しています。実行結果からも、各要素が4バイト（int型のサイズ）ずつ連続したアドレスに配置されていることが確認できます。

② main()関数からの呼び出し

main() 関数の中では、定義した関数を以下のように呼び出しています。

ret();

まとめ

• C++の関数は配列全体を直接返せないが、配列へのポインタなら返すことができる。
• ローカル変数のアドレスは関数外では無効になるため、static変数として宣言する必要がある。
• より現代的なC++では、std::array や std::vector を使うことで、安全かつ簡潔に配列データを受け渡すこともできる。