【C言語入門】コマンドライン引数の渡し方！argc, argvを使いこなそう

C言語で作ったプログラムは、実行時に外部から情報を受け取ることができます。コマンドプロンプトやターミナルでプログラムを起動する際に、ファイル名やオプションなどを渡す、あの機能です。これを**「コマンドライン引数」**と呼びます。

この記事では、main関数が持つargcとargvという特別な引数を使って、プログラムに外部から情報を渡す方法と、その情報を活用するためのテクニックを分かりやすく解説します。

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main関数の特別な引数 argc と argv

コマンドライン引数を受け取るために、main関数は以下のように2つの引数を持つ形で定義します。

int main(int argc, char *argv[]) {
    // ... 処理 ...
    return 0;
}

• int argc (Argument Count)
  • プログラムに渡された引数の個数を格納する整数型変数です。
  • プログラム名自身も1つと数えられるため、argcの値は必ず1以上になります。
• char *argv[] (Argument Vector)
  • 渡された引数の文字列が格納された配列です。char *は文字列を意味し、[]はそれが配列であることを示します。
  • argv[0] には、プログラム名自身が格納されます。
  • argv[1] には、1番目の引数が格納されます。
  • argv[2] には、2番目の引数が格納されます。（以下同様）

argc, argv の中身を見てみよう

実際にコマンドラインから my_program.exe hello c-language のように引数を渡して実行した場合、argc と argv の中身は以下のようになります。

• argc の値: 3
• argv[0]: "my_program.exe"
• argv[1]: "hello"
• argv[2]: "c-language"

次のプログラムは、渡された引数をすべて表示します。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    printf("渡された引数の数 (argc): %d\n", argc);

    for (int i = 0; i < argc; i++) {
        printf("argv[%d] の値: %s\n", i, argv[i]);
    }

    return 0;
}

このプログラムをコンパイルして my_app.exe という名前で保存し、コマンドプロンプトで my_app.exe first second と実行すると、次のように表示されます。

渡された引数の数 (argc): 3
argv[0] の値: my_app.exe
argv[1] の値: first
argv[2] の値: second

スペースを含む引数を渡したい場合は、" " (ダブルクォーテーション)で囲みます。 my_app.exe "hello world" → argcは2, argv[1]は"hello world"になります。

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引数の文字列を数値に変換する

コマンドラインから受け取った引数は、すべて文字列として扱われます。そのため、引数を数値として計算に使いたい場合は、文字列を数値に変換する関数が必要です。

atoi関数：文字列を整数へ（手軽な方法）

atoi (ASCII to integer) は、<stdlib.h> に含まれる関数で、数字の文字列をint型の整数に変換します。

C

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // atoi を使うために必要

int main(void) {
    char number_string[] = "2025";
    int number = atoi(number_string);
    
    printf("文字列 \"%s\" を整数に変換すると %d です。\n", number_string, number);
    printf("計算結果: %d\n", number + 1);

    return 0;
}

実行結果:

文字列 "2025" を整数に変換すると 2025 です。
計算結果: 2026

strtol関数：より安全で高機能な変換（推奨）

atoiは手軽ですが、”abc”のような数字でない文字列が渡された場合に0を返すだけで、エラーなのか本当に0なのか区別がつきません。

より安全なプログラムを作るためには、strtol (string to long) 関数が推奨されます。エラーチェックがより厳密に行えます。

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実践例：コマンドライン電卓プログラム

argcとargv、そしてatoiを使って、簡単な足し算を行うコマンドライン電卓を作ってみましょう。 「calculator.exe 123 456」のように実行すると、その和を計算します。

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

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 引数が3個（プログラム名, 数値1, 数値2）でない場合は使い方を表示して終了
    if (argc != 3) {
        printf("使い方: %s [数値1] [数値2]\n", argv[0]);
        printf("例: %s 100 200\n", argv[0]);
        return 1; // エラー終了
    }

    // argv[1] と argv[2] を整数に変換
    int num1 = atoi(argv[1]);
    int num2 = atoi(argv[2]);

    int sum = num1 + num2;

    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, sum);

    return 0;
}

このプログラムは、まずargcをチェックして、引数が正しく渡されているかを確認しています。このように、引数の数を最初にチェックするのは、コマンドラインツールを作る際の定石です。

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おまけ：数値を書式付きで文字列に変換する sprintf

atoiとは逆に、数値を特定の書式を持つ文字列に変換したい場合があります。その際に便利なのがsprintf関数です。printfと似ていますが、コンソールに出力する代わりに、指定した文字列変数に結果を書き込みます。

sprintf(書き込み先の文字列変数, "書式", 値);

使用例：連番ファイル名を作成する

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char filename[20];
    int file_number = 5;

    // "log_005.txt" という文字列を生成する
    sprintf(filename, "log_%03d.txt", file_number);
    
    printf("生成されたファイル名: %s\n", filename);
    
    // この後、fopen(filename, "w") のようにしてファイルを作成できる
    
    return 0;
}

実行結果:

生成されたファイル名: log_005.txt

%03d は「3桁に満たない場合は0で埋める」という書式指定です。このように、コマンドライン引数で受け取った番号を基に、連番のファイル名を生成する、といった応用が可能です。

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まとめ

• main関数は int argc と char *argv[] を使ってコマンドライン引数を受け取る。
• argc は引数の個数、argv は引数の文字列配列。argv[0]はプログラム名。
• 引数は全て文字列なので、数値として使うには atoi や strtol で変換する必要がある。
• プログラムの冒頭で argc をチェックし、引数の数が正しいか検証するのが良い習慣。

コマンドライン引数を使いこなせると、プログラムの汎用性が一気に高まります。ぜひマスターして、より柔軟で便利なツールを作成してみてください。