ポインタのポインタ（`**`） ― 動的な文字列配列

導入

「文字列」は C 言語では char の配列（char*）で表します。では「文字列を複数まとめて、個数も実行中に決めたい」場合はどうすればいいでしょうか。答えは「char* へのポインタ」、つまり ポインタのポインタ char** です。

説明

char** names は、「char* が並んだ領域」を指すポインタです。names 自身を malloc で確保し、さらに names[i] それぞれも malloc で1本ずつ文字列用の領域を確保します。

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

int main(void) {
    int n = 3;
    const char *src[] = {"Alice", "Bob", "Carol"};

    char **names = malloc(n * sizeof(char *));   // char* が n個入る領域
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        names[i] = malloc(strlen(src[i]) + 1);    // +1 は文字列の終わり '\0' の分
        strcpy(names[i], src[i]);
    }

    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%s\n", names[i]);
    }

    for (i = 0; i < n; i++) {
        free(names[i]);   // 先に1本ずつ解放
    }
    free(names);           // 最後にポインタの配列自体を解放
    return 0;
}

names は「箱の配列」を指し、names[i] はその箱の中に入っている「文字列の先頭アドレス」です。解放するときは、内側（各文字列）を先に、外側（配列自体）を最後に free するのが決まりです。順番を逆にすると、内側の文字列のアドレスが分からなくなってしまいます。

flowchart LR
  names["names（char**）"] --> n0["names[0]（char*）"] --> s0[""Alice""]
  names --> n1["names[1]（char*）"] --> s1[""Bob""]
  names --> n2["names[2]（char*）"] --> s2[""Carol""]

やってみよう

src の名前を自分の好きな文字列に変えて実行してみましょう。free の順番を「先に names を解放してから各文字列を解放する」順に変えるとどうなるか（動かなくなる理由）も考えてみてください。

演習

"Dan", "Eve", "Frank", "Grace" の4つの文字列を char** で管理してください。各文字列の長さ（strlen）を合計して total に足し込み、printf("%d\n", total); で表示してください（正しく書けると 16 になります）。最後にすべて free してください。