2023.12.28

Cプログラミングにおけるコールスタックの理解

marugotoyoten

cs50のYoutube動画「Cプログラミングにおけるコールスタックの理解」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
コールスタックの基本的な概念
要点２
コールスタックにおける関数フレームの整理方法
要点３
再帰関数とコールスタックの関係

要約

Cプログラミングにおけるコールスタックの理解
コールスタックは、特定の順序で関数を呼び出して実行するためのCプログラミングの基本的な概念です。関数が呼び出されると、変数を格納し計算を行うためのスタックフレームがメモリに作成されます。一度に1つの関数しかアクティブではなく、他の関数はスタックで待機しています。

コールスタックにおける関数フレーム
コールスタックは、最も最近呼び出された関数がトップにあるスタックのような構造で関数フレームを整理します。このトップフレームはアクティブフレームと呼ばれ、現在実行中の唯一の関数です。新しい関数が呼び出されると、それがアクティブフレームになり、前のフレームは一時停止されます。関数が作業を終えると、そのフレームはスタックからポップされ、次のフレームがアクティブになります。

再帰とコールスタック
再帰は、コールスタックを利用して動作します。複数の関数フレームが同時に実行されることがありますが、任意の時点でアクティブに実行されているのは1つだけです。他のフレームは再びアクティブフレームになるのを待っています。これにより、再帰関数は自身を呼び出し、ステップバイステップで計算を行うことができます。

コールスタックの動作例
コールスタックの動作を示すために、階乗関数を使用した例を考えてみましょう。各関数呼び出しはスタックの上に新しいフレームを作成し、関数が戻るとそのフレームがポップされます。フレームは互いと対話し、戻り値を渡し、プログラムが再帰的に実行されることを可能にします。この視覚化は、Cプログラミングにおけるコールスタックが再帰を容易にする方法を理解するのに役立ちます。

▼今回の動画