C23 Tutorial

Jul 6, 2026

C23 実践チュートリアル — C99/C11経験者向け

C17までのCを書ける人が、C23（ISO/IEC 9899:2024）の差分を最短で身につけるためのチュートリアル。例はネットワークプログラミング寄りに書いてある。

0. 環境構築

コンパイラ

コンパイラ	対応状況
GCC 15+	C23がデフォルト標準
GCC 13/14	`-std=c23`（13は`-std=c2x`）
Clang 18+	`-std=c23` でほぼ完全対応
MSVC	部分対応（`/std:clatest`）

# 確認
gcc -std=c23 -dM -E - < /dev/null | grep __STDC_VERSION__
# => #define __STDC_VERSION__ 202311L

clangd（Neovim等のLSP）

プロジェクトルートに compile_flags.txt:

-std=c23
-Wall
-Wextra

CMakeなら set(CMAKE_C_STANDARD 23) と CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON を設定して compile_commands.json を生成する。

1. キーワードの世代交代

bool / true / false が予約語に

<stdbool.h> のincludeが不要になった。

// C23: includeなしで動く
bool is_connected = false;

_Bool は互換のため残るが、新規コードでは bool を使う。

nullptr と nullptr_t

NULL の型曖昧性（0 か (void*)0 か処理系依存）が解消された。

int *p = nullptr;

// _Genericで正しく分岐できる
#define type_name(x) _Generic((x), \
    int: "int",                    \
    int *: "int *",                \
    nullptr_t: "nullptr_t")

type_name(nullptr);  // "nullptr_t"
type_name(NULL);     // 処理系依存で int か void* に落ちる

可変長引数関数に渡すときの安全性が特に改善される。NULL が int に展開される処理系では execl() 等に渡すとバグの温床だった。

static_assert / thread_local / alignas / alignof

アンダースコア版（_Static_assert 等）のマクロラッパーが不要になり、小文字が第一級キーワードになった。

static_assert(sizeof(struct tcp_header) == 20,
              "TCPヘッダはオプションなしで20バイト");

メッセージ引数は省略可能になった（C11では必須だった）。

static_assert(sizeof(void*) == 8);

2. constexpr（オブジェクトのみ）

C++と違い、関数には使えない。コンパイル時定数のオブジェクトを定義できる。

constexpr size_t MTU = 1500;
constexpr size_t MAX_PAYLOAD = MTU - 20 - 20;  // IP + TCPヘッダ

// 配列サイズに使ってもVLAにならない
uint8_t buf[MAX_PAYLOAD];

#define や enum ハックと違い、型を持ち、スコープに従い、デバッガから見える。定数定義は今後これが基本になる。

// 従来
#define BACKLOG 128          // 型なし、スコープなし
enum { BACKLOG = 128 };      // intに限定

// C23
constexpr int BACKLOG = 128;

3. auto による型推論

初期化子から型を推論する。変数宣言のみ（関数の引数・戻り値には使えない）。

auto sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // int
auto len  = sizeof(struct sockaddr_in);       // size_t

// マクロで威力を発揮する
#define SWAP(a, b) do {  \
    auto tmp_ = (a);     \
    (a) = (b);           \
    (b) = tmp_;          \
} while (0)

乱用すると読みにくくなるので、右辺から型が自明な場合に限定するのが無難。

4. typeof / typeof_unqual

GCC拡張だった typeof が標準化された。

typeof(errno) saved = errno;

const volatile int reg = 0;
typeof(reg) a;         // const volatile int
typeof_unqual(reg) b;  // int（修飾子を剥がす）

ジェネリックなコンテナマクロや、既存変数と型を揃えたい場面で使う。

5. リテラルと初期化

2進リテラルと桁区切り

uint8_t flags = 0b0001'1000;   // TCPフラグ: PSH|ACK
uint32_t mask = 0xFF'FF'FF'00; // /24
constexpr long budget = 1'000'000;

ビットフィールドやプロトコルフラグの定義が格段に読みやすくなる。

空初期化子 `= {}`

struct sockaddr_in addr = {};  // 全メンバをゼロ初期化
uint8_t packet[1500] = {};

従来の {0} は「最初のメンバだけ明示的にゼロ、残りは暗黙」という歪な意味論だったが、{} はVLAにも使える正式なゼロ初期化になった。

6. 属性（C++11スタイル）

[[nodiscard]] int tcp_send(int fd, const void *buf, size_t len);
[[deprecated("use tcp_send_v2")]] int tcp_send_old(int fd);

void parse_option(uint8_t kind) {
    switch (kind) {
    case 1:
        handle_nop();
        [[fallthrough]];  // 意図的なfall-through
    case 0:
        break;
    }
}

[[noreturn]] void fatal(const char *msg);

void handler(int sig, [[maybe_unused]] void *ctx);

[[nodiscard]] は戻り値のエラーチェック漏れをコンパイラ警告にできるので、システムコールのラッパーには全部付ける価値がある。

7. _BitInt(N) — 任意精度ビット幅整数

プロトコルフィールドを正確なビット幅で表現できる。

// IPv4ヘッダのフィールド
unsigned _BitInt(4)  version = 4;
unsigned _BitInt(13) frag_offset;
unsigned _BitInt(3)  flags;

// リテラル接尾辞 wb / uwb
auto x = 6uwb;   // unsigned _BitInt(3)

通常の int と違い、指定した幅を超える演算は明確にラップする。ビットフィールドと違ってアドレスが取れ、配列にもできる。ただしABIはまだ処理系差があるので、ワイヤフォーマットの直接表現に使うのは慎重に。

8. stdckdint.h — チェック付き算術

オーバーフロー検出が標準化された。パケット長の計算に最適。

#include <stdckdint.h>

bool alloc_packet(size_t header, size_t payload) {
    size_t total;
    if (ckd_add(&total, header, payload)) {
        return false;  // オーバーフロー
    }
    void *p = malloc(total);
    // ...
    return p != nullptr;
}

ckd_add / ckd_sub / ckd_mul の3つ。GCC/Clangの __builtin_add_overflow の標準版。長さフィールドを外部入力から受け取るネットワークコードでは、これを使わない理由がない。

9. #embed — バイナリの埋め込み

xxdで生成したCソースやリンカ芸が不要になる。

static const uint8_t test_packet[] = {
    #embed "testdata/syn_packet.bin"
};

static const uint8_t cert[] = {
    #embed "ca-cert.der" if_empty(0x00)
};

テスト用のパケットキャプチャやTLS証明書をバイナリのままソースに取り込める。

10. enumの改善

基底型の指定

enum tcp_state : uint8_t {
    TCP_CLOSED,
    TCP_LISTEN,
    TCP_SYN_SENT,
    TCP_ESTABLISHED,
};

static_assert(sizeof(enum tcp_state) == 1);

ワイヤフォーマットや状態テーブルでサイズを保証できる。

intを超える列挙子

基底型指定がなくても、値が int に収まらなければ自動的に拡張される。

11. unreachable()

#include <stddef.h>

int state_to_ttl(enum tcp_state s) {
    switch (s) {
    case TCP_CLOSED:      return 0;
    case TCP_LISTEN:      return 64;
    case TCP_SYN_SENT:    return 64;
    case TCP_ESTABLISHED: return 64;
    }
    unreachable();  // 到達したら未定義動作＝最適化ヒント
}

__builtin_unreachable() の標準版。デバッグビルドでは assert(false) に切り替えるマクロを組むのが実務的。

12. ライブラリの細かい追加

// strdup / strndup が標準入り（POSIX から昇格）
char *copy = strdup(hostname);

// memccpy も標準入り
memccpy(dst, src, '\0', n);

// timegm 相当の timegm() も標準化
// free済みチェック用に memset_explicit()（最適化で消されないmemset）
memset_explicit(key_material, 0, sizeof key_material);

memset_explicit は秘密鍵の消去用。従来の memset はdead store eliminationで消される可能性があった。

13. 削除・変更されたもの

K&Rスタイル関数定義の削除: int f(a) int a; {...} は違法に
f() が f(void) と同義に: 「引数不定」の意味が消えた
符号付き整数は2の補数が必須に: 1の補数・符号絶対値は削除
トライグラフ削除
va_start の第2引数が省略可能に: va_start(ap) と書ける（むしろ推奨）

f() の意味変更は既存コードの挙動に影響しうる数少ない非互換点なので、古いコードベースをC23に上げるときは注意。

14. 練習課題

手元のプロジェクトの #define 定数を constexpr に置き換え、型エラーが出る箇所を確認する
長さ計算をしている箇所を stdckdint.h でチェック付きにする
switch の状態遷移に enum基底型指定 + unreachable() を導入し、-Wswitch で網羅性をコンパイラに検査させる
テストデータの読み込みを #embed に置き換える
NULL を nullptr に一括置換し、_Generic で型が正しく取れることを確認する

参考資料

N3220（C23最終草案に最も近い無料ドラフト）: open-std.org で入手可
cppreference.com — 各機能に (C23) タグ付き
Jens Gustedt, Modern C 3rd ed.（C23対応、著者サイトで無料PDF）