初心者でも理解できる！C言語で在庫管理プログラムを作る7つのステップ

はじめに

プログラミング初心者にとって、自分自身で実用的なプログラムを作成することは、それだけで大きな自信となります。

今回の記事では、初心者でも理解できるようにC言語で在庫管理プログラムを作成するステップを詳細に解説します。

理論だけでなく、実際のサンプルコードも豊富に用意しています。プログラミングの知識を深め、自分だけの在庫管理プログラムを作りましょう。

●C言語とは何か?

C言語は、1970年代にベル研究所で開発された汎用プログラミング言語で、その後の多くの言語の基礎となりました。

特にシステムプログラミングや組み込みシステム開発においては現在でも広く使われています。

○C言語の特徴

C言語の最大の特徴は、その汎用性と効率性です。

メモリ管理を直接手掛けることができるため、パフォーマンスの調整が可能で、ハードウェアへの直接アクセスも容易です。

また、C言語は構造化プログラミングをサポートしており、大規模なソフトウェア開発にも適しています。

●在庫管理プログラムとは?

在庫管理プログラムは、商品の在庫数を管理し、必要に応じて在庫の追加、更新、検索、削除などの操作を行うためのソフトウェアです。

効率的な在庫管理は、ビジネスにおける重要な要素であり、適切な在庫管理プログラムを作成・運用することで業務効率を大幅に向上させることが可能です。

○在庫管理プログラムの必要性

在庫管理は、商品の在庫状況を常に把握し、適切な在庫量を確保することで、顧客ニーズに迅速に対応するための重要な要素です。

在庫が不足していれば販売機会を失い、在庫が過剰になれば保管費用がかさむため、適切な在庫管理がビジネス成功に直結します。

●C言語で在庫管理プログラムを作るために必要な基本的な知識

在庫管理プログラムを作るにあたっては、C言語の基本的な知識が必要です。

具体的には、変数と型、制御構文、関数などの基本的な概念を理解する必要があります。

○変数と型

C言語では、情報を保持するために変数を使用します。変数には型があり、整数型、浮動小数点型、文字型などがあります。

また、配列や構造体などを使って、複数のデータをまとめて扱うことも可能です。

int num; // 整数型の変数
double price; // 浮動小数点型の変数
char name[100]; // 文字配列（文字列）

このコードでは、商品の数量を表す整数型の変数num、商品の価格を表す浮動小数点型の変数price、商品名を表す文字配列nameを定義しています。

文字配列はname[100]として定義され、これにより最大100文字の商品名を保存できます。

○制御構文

C言語には、条件分岐や繰り返しを行うための制御構文があります。

代表的な制御構文にはif文、for文、while文などがあります。

if (num > 0) {
    // numが0より大きい場合の処理
} else {
    // numが0以下の場合の処理
}

for (int i = 0; i < num; i++) {
    // num回繰り返す処理
}

while (num > 0) {
    // numが0より大きい間、繰り返す処理
}

このコードでは、if文を使ってnumの値が0より大きいかどうかを判断し、それぞれのケースに対する処理を行っています。

for文では、iが0からnum未満の間、繰り返し処理を行っています。

while文では、numが0より大きい間、繰り返し処理を行っています。

○関数

関数は、特定の処理をまとめたもので、一度定義すると何度でも再利用することができます。

関数は入力（引数）を受け取り、処理結果（戻り値）を返します。

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

このコードでは、二つの整数aとbを引数に取り、その和を返すadd関数を定義しています。

この例では、add(3, 4)と呼び出すと、3と4の和である7が返されます。

●在庫管理プログラムの作り方: ステップバイステップ

それでは、C言語で在庫管理プログラムを作成するステップについて説明します。

それぞれのステップで、必要な知識と具体的なサンプルコードを解説していきます。

○ステップ1：商品情報の入力と保存

在庫管理プログラムでは、まず商品の情報を入力し保存することが必要です。

商品情報には、商品名、価格、在庫数などが含まれます。

これらの情報を保持するために、C言語の構造体を使用します。

□サンプルコード1：商品情報の入力と保存

#include <stdio.h>

// 商品情報を表す構造体
typedef struct {
    char name[100];
    double price;
    int quantity;
} Item;

void inputItem(Item* item) {
    printf("商品名を入力してください: ");
    scanf("%s", item->name);
    printf("価格を入力してください: ");
    scanf("%lf", &item->price);
    printf("数量を入力してください: ");
    scanf("%d", &item->quantity);
}

int main() {
    Item item;
    inputItem(&item);
    printf("商品名: %s\n", item.name);
    printf("価格: %.2f\n", item.price);
    printf("数量: %d\n", item.quantity);
    return 0;
}

このコードでは、商品情報を表す構造体Itemを定義しています。

Item構造体は商品名（name）、価格（price）、数量（quantity）をメンバに持ちます。

また、商品情報の入力を行うinputItem関数を定義しています。

inputItem関数は、商品情報を入力し、その情報を指定されたItem構造体に保存します。

main関数では、まずItem型の変数itemを定義し、次にinputItem関数を呼び出して商品情報を入力します。

最後に、入力された商品情報を表示しています。

このコードを実行すると、次のように商品情報の入力が求められ、入力後にその情報が表示されます。

商品名を入力してください: ペン
価格を入力してください: 100
数量を入力してください: 50
商品名: ペン
価格: 100.00
数量: 50

これで商品情報の入力と保存ができました。

○ステップ2：在庫情報の追加と更新

一度に全ての在庫情報を入力するのは非現実的なので、在庫情報の追加と更新の機能を備えたプログラムが必要となります。

この機能を追加することで、新しい商品が入荷した時や在庫が増減した際にもスムーズに情報を更新することができます。

C言語では配列やポインタを用いてこれらの処理を実現します。

□サンプルコード2：在庫情報の追加と更新

#include <stdio.h>

typedef struct {
    char name[100];
    double price;
    int quantity;
} Item;

#define MAX_ITEMS 1000

Item inventory[MAX_ITEMS];
int num_items = 0;

void inputItem(Item* item) {
    printf("商品名を入力してください: ");
    scanf("%s", item->name);
    printf("価格を入力してください: ");
    scanf("%lf", &item->price);
    printf("数量を入力してください: ");
    scanf("%d", &item->quantity);
}

void addItem() {
    if (num_items >= MAX_ITEMS) {
        printf("在庫が一杯です。新たな商品を追加できません。\n");
        return;
    }
    inputItem(&inventory[num_items]);
    num_items++;
}

void updateItem() {
    char name[100];
    printf("更新したい商品名を入力してください: ");
    scanf("%s", name);
    for (int i = 0; i < num_items; i++) {
        if (strcmp(inventory[i].name, name) == 0) {
            printf("新しい数量を入力してください: ");
            scanf("%d", &inventory[i].quantity);
            return;
        }
    }
    printf("指定された商品は在庫に存在しません。\n");
}

int main() {
    addItem();
    addItem();
    updateItem();
    for (int i = 0; i < num_items; i++) {
        printf("商品名: %s\n", inventory[i].name);
        printf("価格: %.2f\n", inventory[i].price);
        printf("数量: %d\n", inventory[i].quantity);
    }
    return 0;
}

このコードでは、在庫情報を保存するための配列inventoryを定義しています。

その配列に格納できるアイテムの数はMAX_ITEMSによって制限されています。

また、現在の商品数はnum_itemsで管理しています。

addItem関数では、新たな商品情報をinventoryに追加します。

ただし、追加可能な商品数がMAX_ITEMSを超えている場合、エラーメッセージを表示します。

updateItem関数では、指定された商品の在庫を更新します。

商品名を入力すると、その商品が在庫に存在するかどうかをチェックします。存在する場合は、新たな数量を入力します。

存在しない場合は、エラーメッセージを表示します。

メイン関数では、まずaddItem関数を呼び出して2つの商品を追加し、次にupdateItem関数を呼び出して商品の在庫を更新します。

その後、在庫情報を表示します。

このコードを実行すると、次のように商品情報の追加と在庫の更新が行われます。

商品名を入力してください: ペン
価格を入力してください: 100
数量を入力してください: 50
商品名を入力してください: ノート
価格を入力してください: 200
数量を入力してください: 100
更新したい商品名を入力してください: ペン
新しい数量を入力してください: 60
商品名: ペン
価格: 100.00
数量: 60
商品名: ノート
価格: 200.00
数量: 100

以上のように、在庫管理プログラムでは商品情報の追加と更新が重要な機能です。

○ステップ3：在庫情報の検索と表示

在庫管理プログラムでは、保存された在庫情報を検索し、表示する機能は必須となります。

商品名や商品IDなどのキーワードで在庫を検索し、在庫数を表示することができるようにしましょう。

これにより、ある商品の在庫がどれだけあるのか、または特定の商品が在庫に存在するのかどうかを即座に確認することができます。

ここでは、strcmp関数を使用して商品名を比較し、該当する商品の在庫を表示する方法を説明します。

strcmp関数は、二つの文字列を比較して、それらが等しいかどうかを判定する関数です。

□サンプルコード3：在庫情報の検索と表示

// 商品情報の検索と表示
void search_product(struct product *p, int count) {
    char search_name[30];

    printf("検索する商品名を入力してください：");
    scanf("%s", search_name);

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (strcmp((p+i)->name, search_name) == 0) {
            printf("商品名：%s\n", (p+i)->name);
            printf("商品ID：%d\n", (p+i)->id);
            printf("在庫数：%d\n", (p+i)->stock);
            return;
        }
    }

    printf("該当する商品が見つかりませんでした。\n");
}

このコードでは、ユーザーに検索する商品名を入力させています。

入力された商品名はsearch_nameという配列に保存されます。その後、在庫リスト全体を検索するためのループが始まります。

ループ内では、入力された商品名と在庫リストにある商品名が一致するかどうかをstrcmp関数を用いて比較しています。

この関数は二つの文字列が一致している場合、0を返します。

一致した商品が見つかると、その商品の名前、ID、そして在庫数が表示されます。そして関数はreturnによって終了します。

もし一致する商品が見つからない場合は、エラーメッセージが表示されます。

この関数を使用すると、ユーザーは任意の商品名で在庫を検索し、その在庫情報を表示することができます。

在庫情報の迅速な検索と表示は、在庫管理の効率化に大きく貢献します。

○ステップ4：在庫情報の削除

在庫情報の削除というのは、商品が在庫から完全に無くなった場合、または商品自体が廃盤となった際に行う操作です。

在庫情報の正確性を保つためには、こうした在庫の変動をきちんと反映させることが重要となります。

C言語での在庫情報の削除方法を見ていきましょう。

□サンプルコード4：在庫情報の削除

在庫情報の削除は、削除したい商品の情報を検索し、それを配列から取り除く操作を行います。

下記のサンプルコードを見てみましょう。

// 商品情報の削除
void deleteItem(struct Item *item, int *count) {
    int deleteIndex;
    char deleteItem[30];

    // 削除する商品名の入力
    printf("削除する商品名を入力してください：");
    scanf("%s", deleteItem);

    // 商品の検索
    deleteIndex = findItem(item, *count, deleteItem);

    // 商品が見つからない場合
    if (deleteIndex == -1) {
        printf("%sは見つかりませんでした。\n", deleteItem);
    } else {
        // 商品の削除（後ろの商品を前にずらす）
        for (int i = deleteIndex; i < *count - 1; i++) {
            item[i] = item[i + 1];
        }
        (*count)--;  // 商品数を1つ減らす

        printf("%sを削除しました。\n", deleteItem);
    }
}

このコードでは、まず削除したい商品名を入力します。

次に、その商品名が配列内でどの位置にあるのかを探すため、先ほどと同様にfindItem関数を使用しています。

商品が見つからない場合は、それを通知するメッセージが表示されます。

商品が見つかった場合、その商品の位置から後ろのすべての商品を一つ前にずらすことで、商品を削除しています。

そして最後に、商品数を1つ減らしています。

実際にこのコードを実行すると、次のような結果が出力されます。

削除する商品名を入力してください：Apple
Appleを削除しました。

このように、入力された商品名が配列から削除されます。

注意点として、もし削除する商品が配列に存在しない場合は、適切なエラーメッセージを出力するようにします。

この処理を省略すると、存在しない商品を削除しようとしたときにプログラムが正常に動作しなくなる可能性があります。

○ステップ5：在庫情報の保存と読み込み

次に、在庫情報の保存と読み込みについて紹介します。

商品が追加されたり、在庫が更新されたりした後、その情報を保存しておく必要があります。

また、プログラムを再起動したときには、これらの保存した情報を読み込む必要があります。

このような情報の保存と読み込みの機能は、在庫管理プログラムにとって非常に重要な部分です。

□サンプルコード5：在庫情報の保存と読み込み

このコードでは、C言語のファイル入出力機能を使って在庫情報を保存し、その情報を読み込むための関数を作ります。

この例では、商品情報を一つずつ読み込み、それをファイルに保存しています。

同様に、保存された情報を一つずつ読み込む関数も作ります。

#include <stdio.h>

// 商品情報の構造体
typedef struct {
  char name[256]; // 商品名
  int quantity; // 在庫数
} Item;

// 商品情報の保存
void save_items(Item* items, int count) {
  FILE *file;
  file = fopen("items.txt", "w"); // ファイルを開く
  for(int i = 0; i < count; i++) {
    // 商品情報を書き込む
    fprintf(file, "%s %d\n", items[i].name, items[i].quantity);
  }
  fclose(file); // ファイルを閉じる
}

// 商品情報の読み込み
int load_items(Item* items) {
  FILE *file;
  file = fopen("items.txt", "r"); // ファイルを開く
  if (file == NULL) {
    // ファイルが存在しない場合は0を返す
    return 0;
  }
  int i = 0;
  while(fscanf(file, "%s %d", items[i].name, &(items[i].quantity)) != EOF) {
    // 商品情報を読み込む
    i++;
  }
  fclose(file); // ファイルを閉じる
  return i; // 商品の数を返す
}

上記のサンプルコードにて、save_items関数は商品情報（商品名と在庫数）をファイルに保存します。

これは、引数として商品情報を格納した配列と商品の数を取り、それらの情報をテキストファイルに書き込むものです。

このコードでは、’items.txt’という名前のファイルに商品情報を書き込んでいます。

また、load_items関数は、ファイルから商品情報を読み込みます。

この関数は、ファイルが存在しない場合には0を返すようになっています。

存在する場合には、商品情報を配列に読み込み、読み込んだ商品の数を返すようになっています。

これらの関数を使用すると、商品情報をファイルに保存したり、その情報を読み込んだりすることが可能になります。

なお、このサンプルコードはあくまで基本的なもので、実際の在庫管理プログラムでは、エラーチェックやバリデーションなどを追加することが望ましいです。

○ステップ6：エラーチェックとバリデーション

ここまでで在庫管理プログラムの基本的な動作は実装できたかと思います。

しかし、現実の世界では、ユーザーが意図しない操作をしたり、想定外のデータを入力したりすることが頻繁にあります。

そのため、プログラムが適切に動作するためには、エラーチェックとバリデーションが必要になります。

エラーチェックは、プログラムが適切に動作するために行われ、入力データが正しい形式と内容であることを確認するプロセスです。

一方、バリデーションは、データが特定のルールまたは制約を満たしていることを確認するプロセスです。

□サンプルコード6：エラーチェックとバリデーション

// 入力された商品番号が存在するか確認する関数
int isValidProductNumber(int productNumber) {
    for (int i = 0; i < PRODUCT_NUM; i++) {
        if (products[i].productNumber == productNumber) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

// 在庫数が適切な範囲にあるか確認する関数
int isValidStockNumber(int stockNumber) {
    if (stockNumber >= 0 && stockNumber <= MAX_STOCK) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

このコードでは、エラーチェックとバリデーションを行うための2つの関数を紹介しています。

この例では、最初にisValidProductNumber関数で入力された商品番号が存在するかをチェックし、存在すれば1を、存在しなければ0を返すようにしています。

次に、isValidStockNumber関数で在庫数が適切な範囲にあるかを確認し、適切なら1を、そうでなければ0を返すようにしています。

これにより、ユーザーからの入力が適切な範囲内にあるかを確認することができ、適切でない場合にはそれをユーザーに知らせることができます。

これらの関数は、他の関数で商品番号や在庫数を受け取るときに使用され、入力値が無効な場合には適切なエラーメッセージを表示するなどの対処が可能となります。

○ステップ7：プログラムの最適化と改良

在庫管理プログラムが適切に動作することを確認したら、次にプログラムの最適化と改良に取り組みましょう。

最適化は、プログラムの実行速度を改善したり、メモリ使用量を減らしたり、コードの読みやすさを改善したりするためのプロセスです。

また、改良は、新しい機能を追加したり、ユーザーインターフェースを改善したりするためのプロセスです。

これらは、プログラムの品質を向上させるために重要なステップです。

□サンプルコード7：プログラムの最適化と改良

// 商品検索を高速化するためのバイナリサーチ関数
int binarySearch(int productNumber) {
    int left = 0;
    int right = PRODUCT_NUM - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (products[mid].productNumber == productNumber) {
            return mid;
        }
        if (products[mid].productNumber < productNumber) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}

このコードでは、バイナリサーチを使って商品検索を高速化する方法を紹介しています。

バイナリサーチは、ソートされたリストに対して中間の要素を比較することで、検索対象の要素を見つけ出す効率的なアルゴリズムです。

この例では、商品番号を受け取り、その商品が存在するインデックスを返すbinarySearch関数を作成しました。

商品が見つからない場合には-1を返します。

このようにプログラムを最適化することで、大量の商品データを扱う場合でも高速な検索が可能になります。

●注意点と対処法

在庫管理プログラムをC言語で作成する際には、いくつかの注意点とそれに対する対処法が存在します。

ここでは、それらの問題を効果的に解決する方法について詳しく説明します。

○注意点1：エラーの発生

プログラムは複雑なもので、様々な原因でエラーが発生する可能性があります。

それは、構文エラー、論理エラー、ランタイムエラーなど、さまざまなタイプのエラーが考えられます。

□対処法1：デバッグ

エラーを発見し、解決するための一般的な手法は「デバッグ」です。

デバッグとは、コードを行ごとに検証し、問題を特定して修正するプロセスのことを指します。

C言語では、printf関数を使用して変数の値を出力したり、条件分岐の結果を確認するなど、デバッグを行うことができます。

○注意点2：入力データの不正確さ

ユーザーからの入力は必ずしも予想通りにはいきません。

ユーザーが意図しない操作を行ったり、予期しないデータを入力したりする可能性があります。

□対処法2：エラーチェックとバリデーション

入力データが適切な形式と範囲であることを確認するために、エラーチェックとバリデーションを行います。

これにより、ユーザーからの入力が適切な範囲内にあるかを確認し、適切でない場合にはそれをユーザーに知らせることができます。

下記のサンプルコードでは、商品番号の存在確認と在庫数の範囲チェックを行うエラーチェックとバリデーションの例を表しています。

□サンプルコード8：エラーチェックとバリデーションの例

// 入力された商品番号が存在するか確認する関数
int isValidProductNumber(int productNumber) {
    for (int i = 0; i < PRODUCT_NUM; i++) {
        if (products[i].productNumber == productNumber) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

// 在庫数が適切な範囲にあるか確認する関数
int isValidStockNumber(int stockNumber) {
    if (stockNumber >= 0 && stockNumber <= MAX_STOCK) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

このコードでは、商品番号が存在するか否かを確認するための関数isValidProductNumberと、在庫数が適切な範囲内にあるかを確認するための関数isValidStockNumberを作成しています。

それぞれの関数は、条件を満たす場合に1を、そうでない場合には0を返します。

これらの関数を使用することで、例えば商品を検索する際に、存在しない商品番号が入力されたときや、在庫を追加する際に適切でない在庫数が入力されたときなどに対応することができます。

具体的には、次のような処理を追加することで、ユーザーからの入力を適切にハンドリングすることができます。

int productNumber = get_input("商品番号を入力してください: ");
if (!isValidProductNumber(productNumber)) {
    printf("該当する商品番号が存在しません。\n");
    return;
}
int stockNumber = get_input("追加する在庫数を入力してください: ");
if (!isValidStockNumber(stockNumber)) {
    printf("適切な在庫数を入力してください。(0 ~ %d)\n", MAX_STOCK);
    return;
}
// 上記のチェックが通った後の処理

このコードが実行されると、まずユーザーに商品番号の入力を促し、入力された商品番号が存在しない場合にはエラーメッセージを出力して処理を終了します。

次に、在庫数の入力を促し、入力された在庫数が適切でない場合にはエラーメッセージを出力して処理を終了します。

これらのチェックが通った場合にのみ、後続の処理が実行されます。

こうしたエラーチェックとバリデーションの導入は、プログラムが予期しない動作をすることを防ぎ、安全性と信頼性を高める上で非常に重要です。

●在庫管理プログラムのカスタマイズ方法

初心者でも理解できるC言語で在庫管理プログラムを作る方法を学んだあと、次のステップはプログラムをカスタマイズすることです。

カスタマイズを行うことで、プログラムはさらに効率的に、そして自分たちのニーズに合わせて適用することができます。

それでは、いくつかカスタマイズの例を紹介します。

○カスタマイズ例1：商品カテゴリーの追加

上記の在庫管理プログラムでは、商品の情報として商品名と商品番号のみを保持していますが、商品のカテゴリー情報を追加することで、商品をより詳細に管理することが可能となります。

そのためには、商品情報を格納する構造体にカテゴリー情報を保存するための変数を追加します。

□サンプルコード9：商品カテゴリーの追加

typedef struct {
    int productNumber;
    char productName[256];
    char productCategory[256];  // 商品カテゴリーの追加
    int stock;
} Product;

このコードでは、商品情報を格納する構造体ProductにproductCategoryという新たなフィールドを追加しています。

これにより、商品のカテゴリー情報を管理することが可能となります。

○カスタマイズ例2：在庫数の警告表示

在庫数がある閾値以下になったときに警告を表示する機能を追加することも可能です。

そのためには、在庫情報を表示する際に在庫数が閾値以下になっているかをチェックし、その場合は警告を表示する処理を追加します。

□サンプルコード10：在庫数の警告表示

void printProduct(Product product) {
    printf("商品番号: %d\n", product.productNumber);
    printf("商品名: %s\n", product.productName);
    printf("商品カテゴリー: %s\n", product.productCategory);
    printf("在庫数: %d\n", product.stock);
    if (product.stock <= STOCK_THRESHOLD) {  // 在庫数が閾値以下の場合に警告を表示
        printf("在庫が少なくなっています！\n");
    }
}

このコードでは、printProduct関数内に在庫数が閾値（STOCK_THRESHOLD）以下の場合に警告を表示する処理を追加しています。

この例では、STOCK_THRESHOLDは事前に定義された在庫数の閾値を指すとします。

これらのカスタマイズ例を参考に、自分のニーズに合った在庫管理プログラムのカスタマイズにチャレンジしてみてください。

まとめ

この記事では、C言語を用いて在庫管理プログラムを作成する7つのステップについて解説しました。

変数や型、制御構文、関数といった基本的な知識からスタートし、具体的な商品情報の入力・保存、在庫情報の追加・更新・検索・表示・削除、エラーチェック・バリデーション、プログラムの最適化・改良に至るまで、手順を追って説明しました。

また、注意点と対処法を明示し、さらに在庫管理プログラムのカスタマイズ方法についても触れました。

プログラムのカスタマイズは、自分自身のニーズに合わせてプログラムを適応させ、より効率的な業務遂行を可能にします。

C言語は学び始めて間もない初心者にとっても理解しやすく、また広範で強力なプログラミング言語です。

今回の記事を通じて、その一部を皆さんにお伝えできたことを願っています。

在庫管理プログラムの作成は、プログラミングの力を業務効率化に生かす一例です。

これからもC言語を活用して、さまざまな課題解決に挑戦してみてください。