先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、C++のポインタに出てくる『&』と『*』がややこしくて混乱しています。どちらも記号だし、何が違うのかさっぱりで……。」

先生

「確かに、最初は戸惑いますよね。これらは『住所を調べる道具』と『その住所にある中身を見る道具』というペアだと考えると分かりやすいですよ。」

生徒

「住所と中身、ですか。具体的にはどう使い分けるんですか？」

先生

「それでは、ポインタ操作の基本となる2つの演算子について、詳しく見ていきましょう！」

1. アドレス演算子（&）とは？「場所」を特定する記号

C++のアドレス演算子（&）とは、変数という「箱」が置かれているメモリ上の住所（アドレス）を取得するための記号です。プログラミング未経験の方には、「住所を検索するボタン」だとイメージしていただくと分かりやすいでしょう。

パソコンを動かしているとき、数値や文字などのデータは「メモリ」という場所に保存されています。このメモリは巨大なロッカーのようなもので、一つ一つの扉に番号（住所）が振られています。私たちが int price = 100; と書くと、コンピューターはどこかのロッカーを選んで 100 を入れます。このとき、&price と書くことで、「priceが入っているロッカーの番号は何番ですか？」と問いかけることができるのです。

2. 間接演算子（*）とは？「中身」を操作する記号

一方、間接演算子（*）は、取得した住所（ポインタ）を頼りにして、その場所に実際に入っているデータを読み書きするための記号です。ポインタの世界では「デリファレンス」とも呼ばれます。住所だけ知っていても中身が見られなければ意味がないため、この演算子を使ってロッカーの扉を開けるわけです。

例えば、「東京都中央区1-2-3」という住所（ポインタ）が書かれた紙があるとします。これだけでは、そこにどんな家が建っているか分かりません。間接演算子は、その住所へ実際に行ってみて、「中には誰が住んでいますか？」と確認したり、「壁の色を塗り替えなさい」と命令したりする行動そのものを指します。

3. コードで見る「住所の取得」と「値の操作」

実際に、アドレス演算子 & と間接演算子 * を組み合わせた基本的なプログラムを見てみましょう。このペアの使い方を覚えることが、C++エンジニアへの第一歩です。


#include <iostream>

int main() {
    int apple = 10;      // 普通の変数
    int* ptr = &apple;   // &を使ってappleの「住所」を取得し、ポインタptrに保存

    std::cout << "appleの住所: " << ptr << std::endl;
    std::cout << "住所にある中身: " << *ptr << std::endl; // *を使って住所の「中身」を表示

    return 0;
}


appleの住所: 0x7ffd5e3a2b14 (※環境によって異なります)
住所にある中身: 10

このように、& で住所を取り出し、その住所に対して * を使うことで、元の数値 10 を取り出すことができました。この一連の流れが、C++のメモリ管理の基本となります。

4. 間接演算子（*）によるデータの書き換え

間接演算子は、単に中身を見るだけではありません。その場所にあるデータを書き換えることもできます。これは、元の変数名を使わずに、遠隔操作で値を変更するようなイメージです。

パソコンを触ったことがない方でも、テレビのリモコンを想像してください。テレビ本体のボタンを直接押さなくても、リモコン（ポインタ）を通して「チャンネルを変える（間接演算子による操作）」ことができますよね。実際のコードで確認してみましょう。


#include <iostream>

int main() {
    int score = 50;
    int* pScore = &score; // scoreの住所をメモ

    // 間接演算子を使って、住所にあるスコアを更新する
    *pScore = 100; 

    std::cout << "元のscore変数の値: " << score << std::endl;

    return 0;
}


元のscore変数の値: 100

score = 100; と直接書かなくても、ポインタ経由で数値が変わっているのが分かります。これが、間接演算子の強力な機能です。

5. 記号「*」の二つの顔に注意！

初心者が最も混乱するのは、アスタリスク（*）が二通りの意味で使われることです。これを見分けるのが、挫折しないための最大のコツです。

宣言の「*」： int* ptr; のように、変数の種類（型）を決めるときに使います。これは「この変数は住所専用の箱ですよ」という意味です。
間接演算子の「*」： *ptr = 20; のように、計算や代入の中で使います。これは「その住所の扉を開けろ」という命令（動作）を指します。

英語で言えば、同じ単語でも「名詞」として使われるか「動詞」として使われるかで意味が変わるようなものです。文脈の中で判断する練習をしましょう。

6. アドレスと間接演算子の関係をイメージ図で整理

これら二つの演算子の関係を図で整理してみましょう。C++におけるメモリのやり取りは、常にこの往復で成り立っています。

変数の箱から住所を取り出すのが &、住所を頼りに箱へ戻るのが * です。もし *(&変数) と書けば、住所に行って戻ってくるだけなので、元の変数と同じ意味になります。この「あべこべ」の関係性が分かると、複雑なプログラムを読んでも迷わなくなります。プログラミング初心者の方は、まずこの「往復の関係」を頭に叩き込みましょう。

7. 安全に使うためのルール：ヌルポインタ

間接演算子 * を使うとき、絶対にやってはいけないことがあります。それは、「存在しない住所（デタラメな番号）」の扉を開けようとすることです。これをやってしまうと、プログラムは即座に壊れてしまいます。

安全を確保するために、どこも指していないことを示す nullptr（ヌルポインタ）という特別な状態があります。間接演算子を使う前に、「この住所録は白紙じゃないかな？」と確認する癖をつけることが、一流のプログラマーへの近道です。


#include <iostream>

int main() {
    int* dataPtr = nullptr; // 最初はどこも指さないように初期化

    // 住所が入っているか確認してから中身を触る
    if (dataPtr != nullptr) {
        std::cout << *dataPtr << std::endl;
    } else {
        std::cout << "住所が登録されていません。" << std::endl;
    }

    return 0;
}

8. C++のメモリ管理を支えるポインタの重要性

なぜこんな面倒な記号を使うのでしょうか？それは、C++がコンピューターの性能を最大限に引き出すための言語だからです。巨大な写真や動画のデータを、いちいちコピーして別の場所に運ぶのは効率が悪いです。代わりに、「あのロッカーにデータがあるから、そこを見てね」と住所（ポインタ）だけを教えれば、動作が非常に高速になります。

アドレス演算子と間接演算子は、コンピューターという巨大な倉庫を効率よく管理するための「検索システム」と「鍵」のような存在です。最初は難しく感じるかもしれませんが、この二つの記号を使いこなせるようになれば、あなたはコンピューターを直接操っているという実感を得られるはずですよ！