C++の文字列操作をマスターしよう！ std::basic_string::capacity 関数徹底解説

C++の文字列クラス std::basic_string::capacity について

メモリ確保と効率性

std::basic_string は、動的にメモリを確保して文字列を格納します。文字列に追加や削除を行うたびに、必要に応じてメモリ領域を再割り当てします。しかし、メモリ再割り当ては処理速度の低下を招きます。

capacity 関数は、メモリ再割り当てを減らし、コードの効率性を向上させるために役立ちます。

• 文字列に追加を行う前に capacity 関数を使って必要なメモリ領域を確保しておけば、追加処理に伴うメモリ再割り当てを回避できます。
• 現在の文字列長と capacity 関数で取得した値を比較することで、メモリ使用量の効率性を把握できます。

capacity 関数は、以下のように記述します。

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

// 現在の文字列オブジェクトが保持できる最大文字数
size_t capacity = str.capacity();

// 文字列に追加を行う前に必要なメモリ領域を確保
str.reserve(capacity + 10);

// 文字列に追加
str += " This is a test.";

capacity 関数の注意点

• capacity 関数は、現在の 文字列オブジェクトが保持できる最大文字数を返します。文字列に追加や削除を行うと、capacity 関数で取得した値は無効になります。
• capacity 関数は、最低限必要なメモリ領域 を返します。必ずしも効率的なメモリ使用量とは限りません。

std::basic_string::capacity 関数は、C++の文字列クラス std::basic_string における重要なメンバー関数の一つです。この関数は、メモリ再割り当てを減らし、コードの効率性を向上させるために役立ちます。

std::basic_string::capacity 関数のサンプルコード

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

// 現在の文字列オブジェクトが保持できる最大文字数
size_t capacity = str.capacity();

// 文字列に追加を行う前に必要なメモリ領域を確保
str.reserve(capacity + 10);

// 文字列に追加
str += " This is a test.";

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

現在の文字列長と capacity 関数で取得した値を比較

std::string str = "This is a long sentence.";

// 現在の文字列長
size_t length = str.length();

// 現在の文字列オブジェクトが保持できる最大文字数
size_t capacity = str.capacity();

// 文字列長と capacity の比較
if (length >= capacity) {
  std::cout << "メモリ使用量が逼迫しています。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "メモリ使用量は問題ありません。" << std::endl;
}

capacity 関数を使って文字列バッファを拡張

std::string str = "Hello";

// 文字列バッファを拡張
str.reserve(10);

// 文字列に追加
str += ", world!";

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

capacity 関数と shrink_to_fit 関数

std::string str = "This is a long sentence.";

// 文字列オブジェクトが保持できる最大文字数
size_t capacity = str.capacity();

// 文字列を短くする
str = "This is a short sentence.";

// 使用していないメモリ領域を解放
str.shrink_to_fit();

// 新しい capacity
size_t new_capacity = str.capacity();

std::cout << "元の capacity: " << capacity << std::endl;
std::cout << "新しい capacity: " << new_capacity << std::endl;

capacity 関数と c_str() 関数

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

// capacity 関数を使って必要なメモリ領域を確保
str.reserve(str.length() + 1);

// 文字列を C スタイルの文字列に変換
const char* c_str = str.c_str();

// C スタイルの文字列を出力
std::cout << c_str << std::endl;

これらのサンプルコードは、std::basic_string::capacity 関数の使い方を理解するのに役立ちます。

std::basic_string::capacity の代替方法

size() 関数と reserve() 関数

size() 関数は、現在の文字列長を取得します。reserve() 関数は、文字列オブジェクトが保持できるメモリ領域を拡張します。これらの関数を組み合わせて、必要なメモリ領域を確保することができます。

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

// 現在の文字列長
size_t length = str.size();

// 必要