C++の文字列 (std::string)

Q: string [と] char [は相互に変換できますか]？ A：[できます]！ > > // string → char > std::string s = "Hello"; > const char cstr = s.c_str(); // [const char を返す] > > // char → string > char cstr = "Hello"; > std::string s = cstr; // [自動変換] >** Q：[なぜ私の]文字列の[連結が遅い]のですか？

[連結のたびにメモリが再割り当てされる]可能性があります。[ループ内で連結を行う場合は]、 std::stringstream [または] std::string::reserve() [を使用して、事前にメモリを割り当ててください]。

Cの[スタイル]の文字列（[文字]配列）は[扱いが面倒]で、[バグも起こりやすい]（バッファ[オーバーフロー]や、\0の[書き忘れ]など）。

C++ には string クラス が用意されており、string をオブジェクトとしてカプセル化することで、安全かつ便利に利用できます。

1. 文字列とは何ですか？

(1) 1.1 [生活における]クラス[比]

[生活シーン]	番組[での対応]
[リュックサックがあります]，[そこに物を入れられます]	文字列オブジェクト
[リュックの容量が自動で拡大する]（[入らなくなったら大きいものに替える]）	string [動的管理]memory
[リュックにはポケットがいくつかある]、[物を取り出しやすい]	string [の]メンバー関数

string [の利点]：

[気にしなくてよい]メモリ——[自動割り当てと解放]
[無視] \0——[終了文字の自動処理]
[強力な機能]――[結合]、[検索]、[置換]がすべて便利

(2) 1.2 [なぜ] string を使うのか？

[用途] C [スタイル] 文字列（[注意点]）：

▶ サンプル 2: codeexample (難易度 ⭐)

CPP

#include iostream
#include cstring

int main() {
 char greeting[50] = "Hello, ";
 char name = "MOTO";
 
 std::strcat(greeting, name); // ...
 std::cout << greeting << std::endl;
 
 return 0;
}

▶ 試してみよう

[用] 文字列（[簡単]）：

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string greeting = "Hello, ";
 std::string name = "MOTO";
 
 greeting += name; //，
 std::cout << greeting << std::endl;
 
 return 0;
}

2. 文字列の宣言と初期化

基本的な使い方

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 //：
 std::string s1 = "Hello";
 
 //：
 std::string s2("World");
 
 //：
 std::string s3(5, '*'); // "*"
 
 std::cout << s1 << " " << s2 << " " << s3 << std::endl;
 
 return 0;
}

出力：

TEXT

Hello World *

💡 [重要]： [使用] string [必須] #include string。

3. 文字列 [の一般的な操作]

(1) 3.1 [連結]string（+ [と] +=）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string firstName = "MOTO";
 std::string lastName = "Zhang";
 
 //： +
 std::string fullName1 = firstName + " " + lastName;
 std::cout << fullName1 << std::endl; // MOTO Zhang
 
 //： +=
 std::string fullName2 = firstName;
 fullName2 += " ";
 fullName2 += lastName;
 std::cout << fullName2 << std::endl; // MOTO Zhang
 
 return 0;
}

(2) 3.2 [長さの取得]（length [および] size）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string name = "MOTO";
 
 std::cout << "name: " << name << std::endl;
 std::cout << "length(): " << name.length() << std::endl; // 4
 std::cout << "size(): " << name.size() << std::endl; // 4
 
 return 0;
}

💡 [ヒント]： length() [と] size() [はまったく同じ]なので、[どちらを使っても構いません]。

(3) 3.3 [個々の文字へのアクセス]（ [および] at）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string name = "MOTO";
 
 //： 
 std::cout << name[0] << std::endl; // M
 name[0] = 'm'; // ...
 
 //： at()（）
 std::cout << name.at(1) << std::endl; // o
 // name.at(10); // ❌ exception（ ）
 
 return 0;
}

💡 [違い]：

name[i] — [境界越えをチェックしない]、[効率が高い]
name.at(i) — [境界外チェック]、[安全だが少し遅い]

4. string [のよく使われる]メンバ関数

(1) 4.1 [部分文字列の検索]（find）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string text = "Hello, World!";
 
 // ...
 size_t pos = text.find("World");
 if (pos != std::string::npos) {
 std::cout << "\"World\"，：" << pos << std::endl; // 7
 } else {
 std::cout << "..." << std::endl;
 }
 
 return 0;
}

💡 [ヒント]： [見つからない場合は]、find() [に戻る] std::string::npos（[通常は] -1 [の符号なしバージョン]）。

(2) 4.2 [部分文字列の抽出]（substr）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string email = "moto@example.com";
 
 //： 0， 4
 std::string user = email.substr(0, 4);
 std::cout << "：" << user << std::endl; // moto
 
 //： 5，
 std::string domain = email.substr(5);
 std::cout << "：" << domain << std::endl; // example.com
 
 return 0;
}

(3) 4.3 [部分文字列の置換]（replace）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string text = "Hello, World!";
 
 //： 7，2， "C++"
 text.replace(7, 5, "C++");
 std::cout << text << std::endl; // Hello, C++!
 
 return 0;
}

5. 入力[和]出力文字列

(1) 5.1 [cin を使用して] [読み込む]（[スペースに遭遇したら停止]）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string name;
 
 std::cout << "：";
 std::cin >> name; // ⚠️
 
 std::cout << "，" << name << "！" << std::endl;
 
 return 0;
}

[動作結果]：

Zhang，MOTO！ ← "MOTO"

(2) 5.2 [使用] getline [行全体を読み込む]（[推奨]）

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string fullName;
 
 std::cout << "：";
 std::getline(std::cin, fullName); // ✅ （）
 
 std::cout << "，" << fullName << "！" << std::endl;
 
 return 0;
}

[動作結果]：

Zhang，MOTO Zhang！ ←

💡 [重要]： [もし前に] cin >> を使った場合は、[必ず] cin.ignore() を追加して、[改行コードを削除] してください！

6. 演習：[簡単なテキスト処理]

▶ サンプル 1: [単語の数を数える] (難易度 ⭐⭐)

CPP

#include iostream
#include string
#include sstream // stringstream

int main() {
 std::string line;
 std::cout << "：";
 std::getline(std::cin, line);
 
 // stringstream points
 std::istringstream ss(line);
 std::string word;
 int count = 0;
 
 while (ss >> word) {
 count++;
 }
 
 std::cout << "：" << count << std::endl;
 
 return 0;
}

▶ 試してみよう

[動作結果]：

World, this is C++!：5

7. [よくある]エラー

(1) 7.1 [忘れた] #include string

エラー例：

CPP

#include iostream // ❌ string

int main() {
 std::string name = "MOTO"; // ❌ compilation
 return 0;
}

[修正]： [追加] #include string。

(2) 7.2 [使用] cin >> [スペースを含む文字列を読み込む]

エラー例：

CPP

#include iostream
#include string

int main() {
 std::string address;
 
 std::cout << "：";
 std::cin >> address; // ❌
 
 std::cout << "：" << address << std::endl;
 
 return 0;
}

[修正]： [使用] std::getline()。

❓ よくある質問

Q string [と] char [は相互に変換できますか]？ A：[できます]！ > > // string → char > std::string s = "Hello"; > const char cstr = s.c_str(); // [const char を返す] > > // char → string > char cstr = "Hello"; > std::string s = cstr; // [自動変換] >** Q：[なぜ私の]文字列の[連結が遅い]のですか？

A [連結のたびにメモリが再割り当てされる]可能性があります。[ループ内で連結を行う場合は]、std::stringstream [または] std::string::reserve() [を使用して、事前にメモリを割り当ててください]。

Q string [中国語の文字を格納できますか]？

A [できます]！[ただし、]ソースファイルが UTF-8 [エンコーディング] であり、[かつターミナルが] UTF-8 をサポートしていることを確認してください。 > > std::string name = "[張三]"; // [中国語を格納できます] > std::cout << name << std::endl; >

📖 まとめ

string [は] C++ [の] string クラスであり、[C スタイルの] string [よりも安全] で、[使いやすい]

[必須] #include string

[よく使う操作]：+ / += [連結]、length() / size() [長さの取得]、find() [検索]、substr() [部分文字列の抽出]

[行全体を読み込む場合] std::getline()

string [自動的に管理される]メモリ、[心配不要]バッファ[オーバーフロー]

📝 練習問題

初心者（難易度 ⭐）： [プログラム]を作成し、[ユーザーに][2つの]文字列を入力させ、[それらを結合して]出力する。

中級（難易度 ⭐⭐）： [プログラム]を作成し、[ユーザーに][1つの]文字列を入力させ、[その中に数字の文字（'0'～'9'）がいくつ含まれているか]を数える。

上級（難易度 ⭐⭐⭐）： [「簡単な学生情報管理システム」を[実装]する]プログラムを作成してください：

[使用] string [氏名]、[学生番号]、[専攻]

[追加]、[検索]、[全生徒情報の表示]機能の実装

（[任意]）[データを]fileに保存する

std::string [は] C++ [標準ライブラリ]のstringであり、[メモリを自動管理]する

文字列 [サポート] + [連結]、== [比較]、 [インデックスによるアクセス]

[よく使われるメソッド]：length/size/substr/find/append

文字列 [と] C [スタイル] 文字列 [の相互変換]：c_str()

[処理]input[時の注意点] getline [と] cin >> [の併用によるバッファの問題]

8. 🚀 次は

[学習済み] string，[次は] struct（struct）（[第]20[課]）を学びます―― [複数の異なる]型[の]変数[を1つの単位としてまとめる]もので、[これは]「class」[への]前段階です！

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C++の文字列 (std::string)

1. 文字列とは何ですか？

(1) 1.1 [生活における]クラス[比]

(2) 1.2 [なぜ] string を使うのか？

▶ サンプル 2: codeexample (難易度 ⭐)

2. 文字列の宣言と初期化

3. 文字列 [の一般的な操作]

(1) 3.1 [連結]string（+ [と] +=）

(2) 3.2 [長さの取得]（length [および] size）

(3) 3.3 [個々の文字へのアクセス]（ [および] at）

4. string [のよく使われる]メンバ関数

(1) 4.1 [部分文字列の検索]（find）

(2) 4.2 [部分文字列の抽出]（substr）

(3) 4.3 [部分文字列の置換]（replace）

5. 入力[和]出力文字列

(1) 5.1 [cin を使用して] [読み込む]（[スペースに遭遇したら停止]）

(2) 5.2 [使用] getline [行全体を読み込む]（[推奨]）

6. 演習：[簡単なテキスト処理]

▶ サンプル 1: [単語の数を数える] (難易度 ⭐⭐)

7. [よくある]エラー

(1) 7.1 [忘れた] #include string

(2) 7.2 [使用] cin >> [スペースを含む文字列を読み込む]

❓ よくある質問

📖 まとめ

📝 練習問題

8. 🚀 次は