std::basic_string::append_range を選択する際のポイント

C++のStringsにおけるstd::basic_string::append_rangeの詳細解説

std::basic_string::append_rangeは、C++標準ライブラリで提供される関数で、文字列オブジェクトに別の範囲(range)の文字列を追加します。std::stringクラスだけでなく、std::wstringなど他の文字列クラスでも使用できます。

機能

append_rangeは、以下の機能を提供します。

• 1つ以上の文字列を末尾に追加
• 文字列リテラル、std::stringオブジェクト、std::vectorなどの範囲を指定可能
• 効率的なメモリ管理

使用例

#include <iostream>
#include <string>

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

  // 文字列リテラルを追加
  str.append_range("!");

  // std::stringオブジェクトを追加
  str.append_range(world);

  // std::vector<char>を追加
  std::vector<char> chars = {'!', ' '};
  str.append_range(chars.begin(), chars.end());

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World! !

引数

append_rangeは以下の引数を受け取ります。

• first: 追加する範囲の最初の要素へのイテレータ
• last: 追加する範囲の最後の要素の次の要素へのイテレータ

動作

append_rangeは以下の処理を行います。

1. 追加する範囲の要素数を確認
2. 現在の文字列オブジェクトのサイズを要素数分拡張
3. 範囲の要素を末尾に追加

パフォーマンス

append_rangeは、+=演算子よりも効率的に動作します。これは、append_rangeがメモリを一度だけ割り当てるのに対し、+=演算子は毎回メモリを割り当てる必要があるためです。

注意事項

• 追加する範囲の要素型は、現在の文字列オブジェクトの要素型と一致する必要があります。
• 範囲が空の場合、何も追加されません。

補足

append_rangeはC++20で導入された機能です。C++17以前では、std::copyなどのアルゴリズムを使用して同様の処理を行う必要がありました。

• append_rangeは、std::stringクラスだけでなく、std::wstringなど他の文字列クラスでも使用できます。
• append_rangeは、コンパイルオプションによって動作が異なる場合があります。詳細は、コンパイラのドキュメントを参照してください。

C++ std::basic_string::append_range サンプルコード集

#include <iostream>
#include <string>

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

  // 文字列リテラルを追加
  str.append_range("!");

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello!

std::stringオブジェクトを追加

#include <iostream>
#include <string>

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

  // std::stringオブジェクトを追加
  str.append_range(world);

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World!

std::vector<char>を追加

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main() {
  std::string str = "Hello";
  std::vector<char> chars = {'!', ' '};

  // std::vector<char>を追加
  str.append_range(chars.begin(), chars.end());

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello! 

イテレータ範囲を追加

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello";
  char arr[] = {'!', ' '};

  // イテレータ範囲を追加
  str.append_range(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(char));

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello! 

文字列リテラルとstd::stringオブジェクトを混合して追加

#include <iostream>
#include <string>

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

  // 文字列リテラルとstd::stringオブジェクトを混合して追加
  str.append_range("!");
  str.append_range(world);

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World!

条件付きで文字列を追加

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello";
  bool add_world = true;

  if (add_world) {
    // 条件付きで文字列を追加
    str.append_range(" World!");
  }

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World!

ループを使用して複数の文字列を追加

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello";
  std::string words[] = {" World!", "!"};

  for (const std::string& word : words) {
    // ループを使用して複数の文字列を追加
    str.append_range(word);
  }

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World!

begin()/end()イテレータを使用してstd::initializer_listを追加

#include <iostream>
#include <string>

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

  // begin()/end()イテレータを使用してstd::initializer_listを追加
  str.append_range({" ", "World!"});

  std::cout << str << std::endl;

  return 0;
}

出力結果

Hello World!

make_string()関数を使用して文字列を追加

#include <iostream>
#include <string>

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

  // make_string()関数を使用して文字列を追加
  str.append_range(std::make_string(" ", "World

C++ std::basic_string::append_range の代替方法

+= 演算子

最も単純な方法は、+= 演算子を使用することです。

std::string str = "Hello";
std::string world = " World!";

str += world;

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

std::copy アルゴリズムを使用して、範囲の要素を文字列オブジェクトにコピーすることもできます。

#include <algorithm>
#include <string>

std::string str = "Hello";
std::string world = " World!";

std::copy(world.begin(), world.end(), std::back_inserter(str));

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

std::for_each アルゴリズムを使用して、範囲の要素を文字列オブジェクトに追加することもできます。

#include <algorithm>
#include <string>

std::string str = "Hello";
std::string world = " World!";

std::for_each(world.begin(), world.end(), [&str](char c) { str.push_back(c); });

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

emplace_back メンバ関数

std::string クラスは、emplace_back メンバ関数を使用して、要素を末尾に追加することができます。

std::string str = "Hello";

str.emplace_back(' ');
str.emplace_back('W');
str.emplace_back('o');
str.emplace_back('r');
str.emplace_back('l');
str.emplace_back('d');
str.emplace_back('!');

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

reserve メンバ関数を使用して、追加する文字列分のメモリを事前に確保しておくと、パフォーマンスを向上させることができます。

std::string str = "Hello";
std::string world = " World!";

str.reserve(str.size() + world.size());
str.append_range(world);

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

push_back メンバ関数を使用して、1文字ずつ追加することもできます。

std::string str = "Hello";
std::string world = " World!";

for (char c : world) {
  str.push_back(c);
}

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

文字列リテラルを追加する場合は、std::strcat 関数を使用することもできます。

std::string str = "Hello";

std::strcat(str.data(), " World!");

std::cout << str << std::endl;

出力結果

Hello World!

その他のライブラリ

Boost.String や Qt などのライブラリには、文字列操作のための便利な機能が提供されています。

速度比較

上記の方法はそれぞれ速度が異なります。一般的には、append_range が最も高速です。

適切な方法の選択

どの方法を選択するかは、状況によって異なります。以下の点を考慮する必要があります。

• 追加する文字列の量
• パフォーマンス
• コードの簡潔性