プログラミング

C言語のI/O操作ガイド

最終更新： 04/03/2025
1 分の読み

C言語におけるI/O（入力と出力）操作は、プログラムとユーザー、またはプログラムと他のシステム間でデータを交換するための重要な手段です。C言語では、標準ライブラリを利用して、コンソールやファイルといった異なるデータソースとのやり取りを簡単に実行することができます。

C言語でのI/O操作は、主に2つの大きなカテゴリに分けられます。それは、標準入力と標準出力と、ファイルI/Oです。標準入力と標準出力は、通常、キーボードと画面を指し、ファイルI/Oは外部ファイルとのデータの読み書きを扱います。これらの操作は、プログラムがどのようにデータを取り込むか、または結果をユーザーに表示するかを決定するため、非常に重要です。

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標準入力と標準出力

C言語では、標準入力からデータを受け取るためにscanf関数を使用し、標準出力にデータを表示するためにはprintf関数を使用します。これらの関数は、ユーザーとのインタラクションを可能にするため、プログラムにおいて最も頻繁に使用される関数です。

printf関数

printfは、指定されたフォーマットに従って、標準出力にデータを表示するための関数です。文字列や整数、浮動小数点数など、さまざまなデータ型を表示することができます。

c
#include 

int main() {
    int age = 25;
    printf("年齢は %d 歳です。\n", age);  // %d は整数のプレースホルダー
    return 0;
}

上記のコードでは、整数型変数ageの値を標準出力に表示しています。

scanf関数

scanfは、標準入力からデータを読み取るための関数です。この関数は、入力されたデータを指定した変数に格納することができます。scanfでは、入力データの型を指定する必要があります。

c
#include 

int main() {
    int age;
    printf("年齢を入力してください: ");
    scanf("%d", &age);  // %d は整数を入力するための指定子
    printf("入力された年齢は %d 歳です。\n", age);
    return 0;
}

このコードでは、ユーザーから整数を入力してもらい、その値をageという変数に格納し、標準出力に表示しています。

ファイルI/O

ファイルI/Oは、外部ファイルとのデータの読み書きに関する操作です。C言語では、fopen、fclose、fprintf、fscanf、fread、fwriteなどの関数を使用して、ファイルの操作を行います。

ファイルを開く

ファイルを操作するためには、最初にそのファイルを開く必要があります。これにはfopen関数を使用します。fopenは、ファイル名とモードを指定してファイルを開きます。モードには、読み込み専用（”r”）、書き込み専用（”w”）、追加書き込み専用（”a”）などがあります。

c
#include 

int main() {
    FILE *fp = fopen("data.txt", "w");  // "data.txt"という名前のファイルを開く
    if (fp == NULL) {
        printf("ファイルを開くことができませんでした。\n");
        return 1;
    }
    fprintf(fp, "こんにちは、世界！\n");  // ファイルに文字列を書き込む
    fclose(fp);  // ファイルを閉じる
    return 0;
}

このコードでは、data.txtというファイルを開き、fprintf関数を使ってデータを書き込み、その後fcloseでファイルを閉じています。

ファイルからデータを読み込む

ファイルからデータを読み込むには、fscanfやfgetsなどの関数を使用します。

c
#include 

int main() {
    FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("ファイルを開くことができませんでした。\n");
        return 1;
    }
    char str[100];
    fgets(str, sizeof(str), fp);  // ファイルから文字列を読み込む
    printf("読み込んだ内容: %s\n", str);
    fclose(fp);
    return 0;
}

このコードでは、data.txtファイルから1行のテキストを読み込んで、その内容を標準出力に表示しています。

標準エラー出力

C言語では、エラーを報告するためにstderrを使用することができます。通常の出力とは異なり、エラーは標準エラー出力に送られ、ユーザーにエラーメッセージを表示することができます。これを使って、エラー処理を行うことができます。

c
#include 

int main() {
    FILE *fp = fopen("nonexistent.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "エラー: ファイルを開くことができませんでした。\n");
        return 1;
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

上記のコードでは、ファイルを開くことができなかった場合に、標準エラー出力を使ってエラーメッセージを表示しています。

結論

C言語におけるI/O操作は、プログラムと外部デバイス（キーボード、画面、ファイルなど）とのデータのやり取りを担当します。標準入力と標準出力を扱うscanfやprintf、ファイル操作を行うfopen、fprintf、fscanfなどの関数を使用することで、ユーザーとのインタラクションやデータの保存、読み込みを効率よく行うことができます。

最終更新： 04/03/2025
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