C++ std::basic_string::find完全ガイド：部分文字列検索をマスターしよう！

C++ の std::basic_string::find 関数：文字列検索をマスターしよう！

std::basic_string::find 関数は、C++ の std::string クラスにおいて、部分文字列の検索を行うための強力なツールです。この関数は、検索対象となる文字列と、検索開始位置を指定することで、部分文字列が見つかった最初の位置を返します。

使い方

std::basic_string::find 関数の基本的な使い方は以下の通りです。

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

// "world" を検索
size_t pos = str.find("world");

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

詳細

• str.find("world") の部分は、検索対象となる部分文字列を指定します。
• pos 変数は、部分文字列が見つかった最初の位置を格納します。
• std::string::npos は、部分文字列が見つからなかったことを示す特別な値です。

応用例

• 特定の文字列が含まれているかどうかを確認する
• 部分文字列の位置を取得する
• 部分文字列を置換する
• 部分文字列を抽出する

その他のオプション

• std::basic_string::find_first_of 関数：指定された文字のいずれか最初の出現位置を検索

補足

• std::basic_string::find 関数は、大文字と小文字を区別します。
• 検索対象となる部分文字列は、空文字列でも構いません。
• 検索開始位置は、文字列の長さよりも大きい値を指定することもできます。

練習問題

• 文字列 "stressed" の中で、最初の "s" と最後の "s" の位置をそれぞれ出力するプログラムを書いてみましょう。
• 文字列 "1234567890" の中で、数字 "5" の出現位置をすべて出力するプログラムを書いてみましょう。

std::basic_string::find 関数は、C++ の文字列処理において非常に重要な関数です。この関数を理解し使いこなすことで、様々な文字列処理を行うことができます。

std::basic_string::find 関数のサンプルコード

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

if (str.find("world") != std::string::npos) {
  std::cout << "world は含まれています。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は含まれていません。" << std::endl;
}

部分文字列の位置を取得する

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

size_t pos = str.find("world");

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

部分文字列を置換する

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

str.replace(str.find("world"), 5, "universe");

std::cout << str << std::endl; // "Hello, universe!"

部分文字列を抽出する

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

std::string substring = str.substr(str.find("world"));

std::cout << substring << std::endl; // "world!"

大文字と小文字を区別しない検索

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

size_t pos = str.find("world", 0, std::locale::classic());

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

検索開始位置を指定する

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

size_t pos = str.find("world", 7);

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

空文字列の検索

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

size_t pos = str.find("");

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "空文字列は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "空文字列は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

検索対象文字列が空文字列の場合

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

std::string empty_str = "";

size_t pos = str.find(empty_str);

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "空文字列は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "空文字列は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

検索開始位置が文字列の長さよりも大きい場合

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

size_t pos = str.find("world", 13);

if (pos != std::string::npos) {
  std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

• C++ Standard - std::basic_string::find: [https://en.cppreference.

std::basic_string::find 関数の代替方法

• std::search 関数：部分文字列の最初の出現位置を検索する汎用関数
• std::find_if 関数：条件を満たす最初の要素を見つける汎用関数

自作関数

• ループを使って部分文字列を検索する
• Boyer-Moore アルゴリズムなどの高速な検索アルゴリズムを実装する

正規表現

• std::regex クラスを使って、部分文字列を検索する

各方法の比較

std::search 関数

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

auto it = std::search(str.begin(), str.end(), substring.begin(), substring.end());

if (it != str.end()) {
  std::cout << "world は " << (it - str.begin()) << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

std::find_if 関数

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

size_t pos = std::find_if(str.begin(), str.end(), [](char c) { return c == 'w'; });

if (pos != str.end()) {
  std::cout << "w は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "w は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

自作関数

size_t find_substring(const std::string& str, const std::string& substring) {
  for (size_t i = 0; i < str.length() - substring.length() + 1; ++i) {
    bool found = true;
    for (size_t j = 0; j < substring.length(); ++j) {
      if (str[i + j] != substring[j]) {
        found = false;
        break;
      }
    }
    if (found) {
      return i;
    }
  }
  return std::string::npos;
}

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

  size_t pos = find_substring(str, substring);

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "world は " << pos << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
  } else {
    std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
  }

  return 0;
}

正規表現

std::string str = "Hello, world!";
std::regex re("world");

std::smatch m;

if (std::regex_search(str, m, re)) {
  std::cout << "world は " << m.position() << " 番目に見つかりました。" << std::endl;
} else {
  std::cout << "world は見つかりませんでした。" << std::endl;
}

• Boyer-Moore アルゴリズム: [https://ja.wikipedia