プログラミングの古典であり基礎!C言語の「ポインタ管理」をどう乗り越えるかC言語が難しいと言われる理由と克服のためのポイント

最終更新日:2021年7月19日

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C言語は1972年に誕生したコンパイル型言語です。現在でも「C言語にはプログラミングの基礎が全て含まれる」と言われるほど評価が高く、さまざまな分野で活用されています。近年はIoT関連でも使用されていることから、当面の間は第一線で使われることになるでしょう。しかし、C言語を完璧に使いこなせる人材はそれほど増えていません。その理由として「習得の難しさ」があるようです。ここでは、C言語が難しいと言われる理由や克服のためのポイントなどについて解説します。

1. C言語とは?

まず、C言語の成り立ちや特徴について解説します。

C言語の概要と成り立ち

C言語は1972年に米国の計算機科学者ケン・トンプソン氏によって開発されました。C言語は、その原型である高級言語「B言語」を発展させたものです。B言語にはなかった「データ型」の概念を取り入れたことで、少ないコード量で高速な処理を実装できるようになりました。誕生以来さまざまな分野で活用され、現在ではコンパイル型言語の代表格と言っても良い存在です。

C言語が普及した背景にはUNIXの存在があります。UNIXはC言語によって作られたOSです。そのため、UNIXの知名度が上がるにつれてC言語の需要も拡大してきたという経緯があります。
また、オブジェクト指向言語として名を馳せる「C++」や「Objective-C」も、元をたどればC言語に行き着きます。C言語で使われている考え方は、新しい言語の多くに影響を与えており、プログラミング言語の古典とも言える存在です。

C言語の特徴と評価

C言語は、コンピュータが唯一理解できる機械語(マシン語)に近い低級言語です。そのためコンピュータの中にある計算資源を効率よく操作でき、高速な処理が可能であるという特徴を持っています。その一方で、「習得が難しい言語」と言われることも珍しくありません。C言語には初学者を悩ませるいくつかの難関が存在し、その難関を突破できるか否かでプログラマーとしての素養がわかるとも言われています。このことから、C言語にはプログラマーとしてのスキルを推し量る物差しとしての役割もあるようです。

2. 「C言語が難しい」のはなぜか?

では、C言語が難しいと言われる理由をもう少し詳しく見ていきましょう。

C言語が難しいと言われる2つの理由

メモリ管理

メモリ管理とは、「計算処理に必要なメモリの確保と解放」のことを指します。C言語には処理に必要なメモリを必要なときに確保できる機能が搭載されています。つまり、動的にメモリを確保できるわけです。

その一方で、メモリを確保しておく必要が無くなった場合には、明示的にメモリを解放しなくてはなりません。なぜなら、異常なメモリアクセスなどによるプログラム異常終了の原因になるからです。また、メモリ管理のミスによる異常終了は原因が特定しにくく、調査に時間を要することもあります。メモリ管理を使いこなすためには、どの関数がどの変数を参照しているのか、しっかりと把握しながら管理しなくてはなりません。

ポインタ管理

C言語でプログラムを構築する場合に必ずと言って良いほど使用する機能が「ポインタ」です。ポインタは、プログラム内に存在する変数が、メモリ上のどの場所にあるか(=メモリアドレス)を記憶する機能です。ポイント管理を行うことで、「変数の参照」「文字列、配列へのアクセス」「動的なデータ構造」などが実現できるため、C言語に標準で搭載される関数の大半が、引数としてポインタを使用します。ポインタは記述法が独特なうえに「今、ポインタが示しているのはどの変数か」などを常に頭の中でイメージしなくてはならないため、思考力や暗記力などが試される機能と言えるかもしれません。

その他の理由

上記2点はC言語が難しいとされる理由の中でも、特にメジャーなものです。しかし、C言語にはこのほかにもいくつかの難関があります。

例えば、C言語は近年の高級言語にあるような「ライブラリをつなぎ合わせる方式」が使用できません。C言語によるプログラミングは、どちらかといえば、ライブラリにある部品をゼロから構築するようなイメージです。また、高級言語では「メモリ管理」や「ポインタ管理」のような機能を、あまり意識せずとも使えてしまいます。C言語はこの2つを意図的に操作する必要があるため、手間が多いと感じられるようです。

さらに近年は、C言語を実践で触れる機会が減っています。C言語で作られた機能を他の言語で実装することはあっても、C言語によるゼロベースの開発はそれほど多くありません。こうした事柄も、C言語が難しいとされる理由のひとつでしょう。

C言語は本当に難しいのか?

実際にC言語による開発経験が豊富なエンジニアの間では、「確かに初めて触れるときは難しいが、慣れてしまえば汎用性が高く書きやすい」と言った評価が多いようです。言語自体の仕様はシンプルだが、実際の開発で使いこなせるようになるには、ある程度の時間が必要というイメージでしょうか。メモリ管理とポインタ管理(メモリアドレスの概念)さえ理解できれば、実はそれほど難しい言語ではないのです。

3. 初学者がC言語を学習するときのポイント

最後に、初学者がC言語を学習するときのポイントについて解説します。

動画情報をもとに開発環境を構築する

C言語は開発環境の構築に手間がかかります。なぜなら、コンパイラ(人間が書いたソースコードをマシン語に翻訳するツール)を動かし、実行ファイルを作成できる環境が必要だからです。したがって、まず環境整備の勉強から開始することになります。このとき、動画情報サイトやオンラインスクールなどを参考にしながら、開発環境を構築してみてください。開発環境の構築自体は「目的」でなく「手段」であることを忘れないようにしましょう。

基礎文法の理解

C言語に限らず、プログラミング言語は基礎文法を理解することから学習が始まります。幸いなことにC言語は長い歴史をもつ言語で、学習教材は豊富です。実績のある書籍を1~2冊用意して基礎文法を身に着けていきましょう。また、オンラインスクールやプログラミングスクールでも、必ずと言って良いほどC言語の授業が提供されているため、状況に応じて活用してみてください。

メモリアドレス、ポインタの理解

メモリアドレスとポインタの理解については、まず時間をかけてメモリアドレス管理の概念を理解することから始めてみてください。もし、どうしてもポインタの動きが理解できない場合は「完成したプログラムを真似てコーディングを行いつつ、ポインタの動きを紙に書きだす」という方法を試してみてください。紙に書きだすことでポインタの動きと思考のズレが可視化されるため、理解が進みやすくなります。

4. まとめ

C言語は1972年の登場以来、コンパイル型言語の代表格として扱われてきたプログラミング言語です。現在でも、「C言語にはプログラミングの基礎が全て詰まっている」と言われるほどで、プログラマーのスキルを推し量る物差しとしての役割があります。メモリ管理やポインタ管理などにより「習得が難しい」という意見もありますが、それにさえ慣れてしまえば、汎用性が高く書きやすい言語です。

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