先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「C言語で変数の型を変えたいときはどうすればいいですか？整数を小数にしたり、小数を整数にしたりできますか？」

先生

「できますよ。C言語では型変換という仕組みを使って違う型に変えられます。型変換はキャストとも呼ばれます。」

生徒

「キャストって難しそうに聞こえるんですけど、何のために使うんですか？」

先生

「型が違うまま計算すると、結果が想像と違ってしまうことがあります。キャストは、計算ミスを防ぐための大切なテクニックなんです。」

1. 型変換（キャスト）とは？

C言語の型変換とは、変数や値の型を別の型へ変える仕組みです。例えば、整数のint型を小数のfloat型にしたいときなどに使います。プログラミング未経験の人はイメージがしづらいですが、型とは「データがどんな性質か」を示すラベルのようなものです。水をコップに入れるか、バケツに入れるかの違いに例えることができます。

キャストを使えば次のような変換ができます。

int → float
float → int
char → int

型変換は勝手に行われる場合と、自分で明示的に書く場合の2種類があります。

2. 暗黙的型変換

暗黙的型変換とは、自動で行われる型変換のことです。C言語の中で計算するとき、型が違うと自動的に大きな型に合わせられます。初心者はこの動きを知らないと、結果が思ったとおりにならず戸惑ってしまいます。


#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5;
    float b = 2.0;
    float c = a + b;
    printf("%f\n", c);
    return 0;
}

この場合、aは整数ですが、bが小数なので自動で小数として扱われます。そのため、結果は小数で表示されます。これが暗黙的型変換です。

3. 明示的型変換（キャスト）

キャストとは、自分で型を指定して変換することです。計算結果を確実にしたいときに使います。キャストは変換したい値の前に(型名)と書きます。


#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5;
    int b = 2;
    float c = (float)a / b;
    printf("%f\n", c);
    return 0;
}

普通にa / bを計算すると整数同士の計算になり、小数が切り捨てられます。しかし、(float)aとキャストすると、aが小数として扱われ、正しい小数の結果が得られます。

4. 小数を整数にキャストするとどうなる？

小数を整数に変換すると、小数点以下が切り捨てられます。四捨五入ではありませんので注意が必要です。


#include <stdio.h>

int main() {
    float x = 3.99;
    int y = (int)x;
    printf("%d\n", y);
    return 0;
}

3.99なのに3になります。切り上げもされません。この挙動を知らないと、数字の計算で大きな誤差が出ることがあります。

5. キャストの注意点

初心者がやりがちな失敗で多いのが「型を小さくしてしまうミス」です。例えば、大きな整数を小さな型に変換すると、値が壊れてしまうことがあります。


#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 1000;
    char c = (char)num;
    printf("%d\n", c);
    return 0;
}

charは非常に小さく、1000という数字は入りません。そのため違う値に変わる可能性があります。データが欠けることを「データの破損」と呼びます。

もう一つの注意として、キャストしたからといって本質的な型が変わるわけではありません。計算式の一部で変換しても、元の変数は変わらないので勘違いしないようにしましょう。

6. 計算式のどこでキャストするかが大切

同じ式でも、キャストする場所が違うと結果が変わることがあります。


#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5, b = 2;
    float x = (float)a / b;
    float y = (float)(a / b);
    printf("%f\n", x);
    printf("%f\n", y);
    return 0;
}