ポインタとは？

ポインタの意味

データそのものではなく、データが格納されている場所（アドレス）を保持する値。連結リストや木構造では、要素どうしのつながりをポインタで表現する。つなぎ替えだけで構造を変えられるため、挿入・削除がデータ移動なしで行える。

ポインタの具体例

連結リストの各要素は「データ」と「次の要素のアドレス」を持つ。末尾の要素の次にはナル（空を表す値）を入れて終端を示す。要素Xを削除するには、Xを指していた要素のポインタをXの次の要素へ向け直せばよい。

ポインタは試験でどう引っ掛けられる？

ポインタが指す先を書き換える順序を誤ると、後続の要素へ到達できなくなり領域が迷子になる。またポインタのぶん記憶領域を余分に使う点、参照が間接的になるためアクセスが配列より遅くなる点も問われる。

ポインタと関連する用語

• 連結リスト
• 双方向リスト
• 配列

ポインタが出た過去問

• 主記憶のデータを図のように参照するアドレス指定方式はどれか。

  正解：間接アドレス指定

  要点：間接アドレス指定は指した先にアドレスが入る2段階参照

  命令のアドレス部が示す番地の中身が、実データそのものではなく次に参照すべき番地（ポインタ）になっている方式である。図では20番地を見ると25という値が入っており、その25番地に目的のデータがあるという2段階の参照になっているため、間接アドレス指定に該当する。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問9（IPA）

• データ構造の一つであるリストは，配列を用いて実現する場合と，ポインタを用いて実現する場合とがある。配列を用いて実現する場合の特徴はどれか。ここで，配列を用いたリ…

  正解：位置を指定して，任意のデータに直接アクセスすることができる。

  要点：配列リストは添字計算で任意要素へ直接アクセスできる

  配列で実現したリストは要素がメモリ上に連続して並ぶため、先頭アドレスと添字から目的の要素のアドレスを計算でき、何番目でも同じ手間で直接読めます。一方で途中への挿入や削除では後続要素をずらす必要があり、ここはポインタ方式のほうが有利です。設問は配列方式の特徴を問うているので、直接アクセスできる点が答えになります。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問4（IPA）

• Javaの特徴はどれか。

  正解：メモリ管理のためのガーベジコレクションの機能がある。

  要点：Javaは単一継承・ポインタなし・GCありが特徴

  Javaは不要になったオブジェクトの領域を処理系が自動的に回収するガーベジコレクションを備え、解放漏れによるメモリリークを起こしにくい。クラスの多重継承やポインタ演算は意図的に排除されている。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問8（IPA）

• 双方向のポインタをもつリスト構造のデータを表に示す。この表において新たな社員Gを社員Aと社員Kの間に追加する。追加後の表のポインタa〜fの中で追加前と比べて値が…

  正解：a, f

  要点：双方向リスト挿入で変わるのは前後2本のポインタだけ

  双方向リストの途中に要素を挿入するとき、値が変わるのは挿入位置の前後にある既存要素のポインタだけである。前側の要素では次ポインタが新要素を指すように変わり、後側の要素では前ポインタが新要素を指すように変わる。前側の前ポインタと後側の次ポインタは影響を受けない。したがって変化するのは社員Aの次ポインタと社員Kの前ポインタの二つになる。

  出典：令和5年度 （公開問題） 基本情報技術者試験 kamokuA 問2（IPA）

• 次のプログラム中の a と b に入れる正しい答えの組合せを、解答群の中から選べ。ここで、配列の要素番号は1から始まる。 単方向リストを、配列dataListと…

  正解：a: pointerList[p]、b: pointerList[p]

  要点：リストは次ポインタの未定義で終端を判定して進む

  単方向リストをたどる処理では、現在位置 p の値を取り出した後、次の要素番号を pointerList[p] から得ます。末尾に達したかどうかは「次を指すポインタが未定義かどうか」で判定するので、空欄 a は pointerList[p] です。判定を通過したら空欄 b で p ← pointerList[p] として次へ進みます。dataList[p] を判定に使うと、値が未定義でなくてもリンクが切れている場合を捉えられず、i を代入すると連結順ではなく要素番号順にたどってしまいます。

  出典：令和8年度 （公開問題） 基本情報技術者試験 kamokuB 問4（IPA）