Strings ライブラリを使いこなす：主要メソッドとサンプルコード

C++ の文字列操作：Strings ライブラリ徹底解説

文字列リテラルと std::string オブジェクト

C++ では、文字列リテラルは二重引用符で囲まれた文字列として表現されます。例えば、 "Hello, world!" は文字列リテラルです。

しかし、C 言語の文字列配列とは異なり、C++ では文字列リテラルは直接変更できません。文字列を編集するには、std::string クラスのオブジェクトを作成する必要があります。

// 文字列リテラル
const char* str_literal = "Hello, world!";

// std::string オブジェクト
std::string str_object = "Hello, world!";

std::string オブジェクトは、様々なメソッドを提供することで、文字列の追加、削除、検索、置換など、様々な操作を可能にします。

主要なメソッド

以下は、std::string オブジェクトでよく使用されるメソッドの一例です。

文字列の取得・設定

• size(): 文字列の長さを取得
• empty(): 文字列が空かどうかをチェック
• at(pos): 指定された位置の文字を取得
• front(): 最初の文字を取得
• back(): 最後の文字を取得
• assign(str): 文字列を代入
• append(str): 文字列を追加
• push_back(ch): 文字を追加
• pop_back(): 最後の文字を削除

文字列の検索・置換

• find(str): 文字列の最初の出現位置を検索
• find_first_of(str): 指定された文字列の最初の出現位置を検索
• replace(str1, str2): 文字列を置換
• erase(pos): 指定された位置から文字を削除

比較

• compare(str): 文字列を比較
• operator==(str): 文字列の等価性を比較
• operator<(str): 文字列の大小比較

これらのメソッドは、C++ での文字列操作を簡潔かつ効率的に行うことができます。

以下は、std::string オブジェクトの使用方法を示すサンプルコードです。

#include <string>

int main() {
  // 文字列オブジェクトの作成
  std::string str = "Hello, world!";

  // 文字列の長さを取得
  std::cout << "文字列の長さ: " << str.size() << std::endl;

  // 文字列の追加
  str.append("!");
  std::cout << "追加後の文字列: " << str << std::endl;

  // 文字列の検索
  int pos = str.find("world");
  std::cout << "'world' の最初の出現位置: " << pos << std::endl;

  // 文字列の置換
  str.replace(pos, 5, "Universe");
  std::cout << "置換後の文字列: " << str << std::endl;

  return 0;
}

このコードは、"Hello, world!" という文字列に対して、長さの取得、追加、検索、置換などの操作を行い、結果を出力します。

まとめ

C++ の Strings ライブラリは、C 言語の文字列操作の欠点を克服し、安全で効率的な文字列操作を実現します。std::string オブジェクトの様々なメソッドを活用することで、様々な文字列操作を容易に行うことができます。

補足情報

• Strings ライブラリの詳細については、C++ 標準規格または参考資料を参照してください。
• 文字列操作には、std::stringstream クラスなど、Strings ライブラリ以外の方法もあります。

C++ Strings ライブラリ：様々なサンプルコード

#include <string>

int main() {
  std::string str1 = "Hello, ";
  std::string str2 = "world!";

  // '+' 演算子による連結
  std::string str3 = str1 + str2;

  // 'append()' メソッドによる連結
  str1.append(" ");
  str1.append(str2);

  std::cout << str3 << std::endl;
  std::cout << str1 << std::endl;

  return 0;
}

文字列の比較

#include <string>

int main() {
  std::string str1 = "Hello";
  std::string str2 = "World";
  std::string str3 = "Hello";

  // '==', '!=', '<', '>', '<=', '>=' 演算子による比較
  bool equal = str1 == str3;
  bool not_equal = str1 != str2;
  bool less_than = str1 < str2;
  bool greater_than = str2 > str1;
  bool less_than_or_equal = str1 <= str3;
  bool greater_than_or_equal = str2 >= str1;

  std::cout << "str1 == str3: " << equal << std::endl;
  std::cout << "str1 != str2: " << not_equal << std::endl;
  std::cout << "str1 < str2: " << less_than << std::endl;
  std::cout << "str2 > str1: " << greater_than << std::endl;
  std::cout << "str1 <= str3: " << less_than_or_equal << std::endl;
  std::cout << "str2 >= str1: " << greater_than_or_equal << std::endl;

  return 0;
}

部分文字列の検索

#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, world!";

  // 'find()' メソッドによる部分文字列の検索
  int pos = str.find("world");

  // 'find_first_of()' メソッドによる部分文字列の検索
  pos = str.find_first_of("!");

  // 'find_last_of()' メソッドによる部分文字列の検索
  pos = str.find_last_of("l");

  std::cout << "'world' の最初の出現位置: " << pos << std::endl;
  std::cout << "'!' の最初の出現位置: " << pos << std::endl;
  std::cout << "'l' の最後の出現位置: " << pos << std::endl;

  return 0;
}

部分文字列の抽出

#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, world!";

  // 'substr()' メソッドによる部分文字列の抽出
  std::string substring = str.substr(7, 5);

  std::cout << "部分文字列: " << substring << std::endl;

  return 0;
}

文字列の置換

#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, world!";

  // 'replace()' メソッドによる文字列の置換
  str.replace(7, 5, "Universe");

  std::cout << "置換後の文字列: " << str << std::endl;

  return 0;
}

文字列の大文字・小文字変換

#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, world!";

  // 'tolower()' メソッドによる小文字変換
  std::string lower_str = str.tolower();

  // 'toupper()

C++ 文字列操作：その他の方法

C 言語の伝統的な方法は、文字列をヌル文字で終端された文字配列として扱います。この方法は、メモリ管理が複雑で、安全性の問題が発生しやすいという欠点があります。

char str[] = "Hello, world!";

// 文字列の長さを取得
int len = strlen(str);

// 文字列を連結
strcat(str, "!");

// 文字列を比較
strcmp(str, "Hello, world!");

// 部分文字列を検索
strstr(str, "world");

std::stringstream クラスは、文字列とストリーム間の変換をサポートします。数値を文字列に変換したり、文字列を数値に変換したりするような場合に便利です。

#include <sstream>

int main() {
  int num = 123;
  std::stringstream ss;

  // 数値を文字列に変換
  ss << num;
  std::string str = ss.str();

  // 文字列を数値に変換
  int num2;
  ss >> str;
  num2 = ss.str();

  std::cout << "str: " << str << std::endl;
  std::cout << "num2: " << num2 << std::endl;

  return 0;
}

正規表現は、文字列のパターンマッチングや置換を行うための強力なツールです。C++ では、std::regex クラスを使用して正規表現を使用できます。

#include <regex>

int main() {
  std::string str = "Hello, world!";

  // パターンマッチング
  std::regex re("world");
  bool match = std::regex_match(str, re);

  // 文字列の置換
  std::string replaced_str = std::regex_replace(str, re, "Universe");

  std::cout << "match: " << match << std::endl;
  std::cout << "replaced_str: " << replaced_str << std::endl;

  return 0;
}

これらの方法はそれぞれ異なる利点と欠点があります。状況に応じて適切な方法を選択する必要があります。