この度、YouTube チャンネル freeCodeCamp Japanese にて C++ 入門講座を公開しました。

この講座では、C++ の基礎の基礎として、環境構築の手順から、さまざまなデータ型の扱い方、if 文、for 文などの制御構文、ポインタやクラスの説明など、プログラミング言語を学び始めるにあたって押さえておきたい文法の基礎を中心に学びます。

本動画は、英語版 freeCodeCamp.org チャンネルで公開されている「C++ Tutorial for Beginners - Full Course」を元にした日本語版として作成されました。

日本語版動画は、今回も freeCodeCamp コントリビューターの Besshy さんにより作成されました。Besshy さんは慶應義塾大学の大学院生で、「KCS :: Keio Computer Society」という YouTube チャンネルも運営しています。

プログラミング言語入門シリーズ第三弾として、英語版チャンネルでも人気の高い C++ の入門講座を日本語化してくださいました。

この講座では以下のトピックを学習します。

• 環境構築 (Windows / macOS)
• [演習] 三角形を書く
• 変数
• データ型
• 文字列を扱う
• 数値を扱う
• ユーザーの入力を受け取る
• [演習] 計算機を作る (1)
• 配列
• 関数の定義と引数
• 関数の戻り値
• if 文
• 比較演算子
• [演習] 計算機を作る (2)
• switch 文
• while 文
• [演習] 推理ゲームを作る
• for 文
• [演習] 累乗を計算する関数
• 二次元配列と for 文のネスト
• コメントアウト
• ポインタ
• クラスとオブジェクト指向
• クラスとコンストラクタ
• オブジェクト内の関数
• Setter と Getter
• クラスの継承

本講座は YouTube で全編無料公開されています。(全 5 時間)

C++ でコードを書いていると、あるデータ型を別のデータ型に変換したくなる場面がよく出てくることでしょう。

この記事では C++ を使って文字列を整数に変換する方法について、もっとも良く使われる方法を 2 つ取り上げて学んでいきます。

では、さっそく始めましょう！

C++ のデータ型

プログラミング言語 C++ には、事前に定義されたデータ型 (ビルトインデータタイプ) がいくつかあります。

• int は整数のための型 (例: 10, 150)
• double は浮動小数点数のための型 (例: 5.0, 4.5)
• char は単一の文字のための型 (例:  'D', '!')
• string は連続した文字のための型 (例: "Hello")
• bool は真偽値のための型 (true または false)

C++ は非常に強く型付けされたプログラミング言語です。そのため、変数を用意する時には、その変数にどんな型の値が格納されるかを明確に示す必要があります。

C++ における int 型の変数の宣言と初期化の方法

C++ で int 型の変数を宣言するには、まずはじめに変数のデータ型を記述します。この場合は int です。型が宣言されることで、コンパイラは、その変数にどのような値が格納されるかを知ることができます。これにより、その変数がどのような動作ができるか決まります。

次に、変数の名前を渡します。

最後に、ステートメントの末尾にセミコロンを添えることをお忘れなく！

#include <iostream>

int main() {
    int age;
}

作成した変数に対して、次のように値を設定できます。

#include <iostream>

int main() {
    int age;
    age = 28;
}

これらの宣言と値の設定を別々に分けて行う代わりに、変数の初期化 (initializing) によって、同時に設定することもできます。その上で、最終的に結果を出力する例がこちらです。

// 情報を出力するための関数 (cout) と入力するための関数 (cin) を
// 利用できるようにするヘッダーファイル
#include <iostream>

// 名前空間の宣言
// これにより std:: プレフィックスを付ける必要がなくなります。
// (std::cout ではなく cout として呼びだせます)
using namespace std;

int main() { // プログラムのメイン関数 - ここから
    int age = 28;
    // 変数の初期化
    // 初期化により、変数の型や名前、値を一度に設定しています。

    // コンソールへの出力
    // << を連結 (チェーン) して実行し、"My age is 28" と出力します。
    cout << "My age is: " << age << endl;
}　// メイン関数 - ここまで

C++ における string 型の変数の宣言と初期化の方法

文字列 (string) は 1 つ 1 つの文字の集まりです。

C++ での文字列の宣言は、上記のセクションで紹介した int の宣言と初期化の方法と非常によく似ています。

string クラスは C++ の標準ライブラリで提供されています。文字列型を扱うためには、ファイルの先頭で #include <iostream> に続いて <string> ヘッダーライブラリを含める必要があります。

ヘッダーファイルを読み込ませた後、先ほどのコードと同様に using namespace std; を追加します。

この行を追加すれば、文字列の変数を作成する際に std::string を指定せずに string だけで済むようになります。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    // 文字列の変数を宣言

    string greeting;
    greeting = "Hello";
    // `=` は代入演算子です。変数に対して値を設定しています。
}

または、このように変数の宣言と初期化を同時に行い、コンソールに結果を出力することもできます。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    // 変数の初期化

    string greeting = "Hello";

   // コンソールに "Hello" と出力
   cout << greeting << endl;
}

文字列を整数に変換する方法

はじめに説明した通り、C++ は強く型付けされた言語です。

データ型に合わない値を渡そうとすると、エラーが発生します。

また double から int へは型キャストを用いて簡単に変換ができますが、文字列から整数への変換はそう簡単にはいきません。

例えば、このようなことはできません。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
   string str = "7";
   int num;

   num = (int) str;
}

コンパイル時に、以下のようなエラーが発生するでしょう。

hellp.cpp:9:10: error: no matching conversion for C-style cast from 'std::__1::string' (aka
      'basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >') to 'int'
   num = (int) str;
         ^~~~~~~~~
/Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin/../include/c++/v1/string:875:5: note: candidate function
    operator __self_view() const _NOEXCEPT { return __self_view(data(), size()); }
    ^
1 error generated.

文字列を int 型に変換する方法はいくつかあります。この後のセクションで、そのうち 2 つをご紹介します。

stoi() 関数を使って文字列を整数に変換する方法

文字列型のオブジェクトを数値に変換する効果的な方法の 1 つに stoi() 関数を使う方法があります。

この方法は、新しいバージョンの C++ で良く使われる方法です。C++ 11 から導入されています。

入力値として文字列を受け取り、出力には整数としての値を返します。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
   // 文字列の変数 str
   string str = "7";
   // コンソールに出力
   cout << "I am a string " << str << endl;

   // 文字列の変数 str の値を整数の値に変換
   // 新しい値は num という変数名の新しい変数に格納
   int num = stoi(str);

   // コンソールに出力
   cout << "I am an int " << num << endl;
}

出力結果はこのようになります。

I am a string 7
I am an int 7

stringstream クラスを使って文字列を整数に変換する方法

stringstream クラスは、より古いバージョンの C++ でよく使われる方法です。文字列に対して入出力を行うことで変換を実施します。

このクラスを利用するために、まず sstream ライブラリを読み込ませます。プログラムの先頭に #include <sstream> を追加します。

次に stringstream クラスのオブジェクトを作ります。このオブジェクトは、整数に変換したい文字列の値を保持します。そして、文字列を整数に変換する過程でも利用されます。

<< 演算子を使って、文字列の変数から値を取り出します。

最後に >> 演算子を使って int 型の変数に、新たに変換した整数の値を入力します。

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream> // これで stringstream クラスが使えるようになります。

using namespace std;

int main() {
   // 文字列の入力 / 出力を扱うため、stringstream クラスのオブジェクトを作成
   stringstream ss;

   // データ型が string 型の変数 str
   string str = "7";

   // データ型がint 型の変数 num
   int num;

   // 変数 str に格納されている文字列を展開(文字列をストリームに入力)
   ss << str;

   // 変換された値を int 型の変数に渡す
   ss >> num;

   // コンソール上に出力
   cout << num << endl; // 整数の 7 が出力される
}

まとめ

これで変換ができましたね！C++ で文字列を整数に変換する簡単な方法を 2 つ学びました。

C++ プログラミング言語について、もっと学んでみたい方は freeCodeCamp YouTube チャンネルにある全 4 時間の動画講座をご覧ください。(編集チームより: 日本語版の動画もあります。)

記事を読んでくださってありがとうございます。楽しく学んでいきましょう😊

追記: この記事は こちらの私 (原著者) のブログで公開されました。

C++ は静的型付き言語で、フリーフォーマットな、(通常は) コンパイラ型の言語です。また、C++ は複数のプログラミングパラダイムが組み合わせられている、汎用の中級 (中水準) プログラミング言語です。

簡単に言えば、C++ は C 言語 がベースの、効率的で洗練された汎用プログラミング言語です。

このプログラミング言語は、ビャーネ・ストロヴストルップによって、1979 年に開発されました。

C++ の主な機能のひとつにコンパイラがあります。コンパイラは、C++ のコードをコンパイルし、実行するのに用いられます。

A compiler is a special program that processes statements written in a particular programming language like C++ and turns them into machine language or "code" that a computer's processor uses. (引用元)

(訳: コンパイラは、C++ のような特定のプログラミング言語で書かれたプログラムを、コンピューターのプロセッサーが直接実行できる機械語や「コード」に変換 (コンパイル) する、特別なプログラムです。)

実は、C++ に関する課題でコンパイラを使う必要があったので、この記事を書くことにしました。周りの皆は CodeBlocks IDE または Visual Studio IDE を使っていました。しかし私は、プログラミングには Visual Studio Code を使い慣れていました。

その後私は、VS Code エディターの内部で直接、C++ をコンパイルする方法を見つけようとしました。このような訳で、この記事ができあがりました。

この記事では、コンパイラを VS Code 内に設定する方法についてお伝えし、C++ のとっておきのリソースへのリンクをご紹介いたします。

前提条件

• C++ の事前知識
  (この記事では、読者が C++ を学習しているか、学習を始めようとしているか、または単に記事を読むのを楽しんでいることを想定しています。この記事は C++ 入門チュートリアルではありません。ある程度 C++ を理解している必要があります。)
• Visual Studio Code エディター
  こちら からエディターをダウンロードし、以下の設定ドキュメントをご覧ください: Windows 用、 Linux 用、Mac 用
• インターネット接続 (重要)

免責事項

この記事では Windows OS を使用します。ですが、他のオペレーティングシステムを使用しているユーザーにも参考となるリソースへのリンクをご紹介いたします。

さあはじめましょう！

C++ のコンパイラのダウンロードとインストール

• osdn.net/projects/mingw/ にアクセスしてから、「Windows mingw-get-setup.exe」をクリックして MinGW のセットアップファイルをダウンロードしてください。もしくは、こちら をクリックして Windows 向けのダウンロードサイトへ移動するか、こちらをクリックして Mac にインストールする方法をご確認ください。

MinGW, a contraction of "Minimalist GNU for Windows", is a minimalist development environment for native Microsoft Windows applications. (引用元)

(訳: 「Minimalist GNU for Windows」の短縮形である MinGW は 、Microsoft Windows ネイティブアプリケーション用の最小限の開発環境です。)

• ダウンロードが終わったら、MinGW のインストールを開始して、「MinGW Installation Manager」が表示されるのを待ちます。

• 「MinGW Installation Manager」が表示されたら、mingw32-gcc-g++ のチェックボックスをクリックしてから、「Mark for Installation」を選んでください。

• 上部の左端にあるメニューの中の、「Installation > Apply Changes」をクリックしてください。

• 変更の適用が完了するのを待ちましょう。この処理は必ずインターネット接続が安定している状態で実行してください。

PATH 環境変数を編集して C++ のコンパイラがあるディレクトリを含める

PATH is an environment variable on Unix-like operating systems, DOS, OS/2, and Microsoft Windows, specifying a set of directories where executable programs are located. In general, each executing process or user session has its own PATH setting. (引用元 )

(訳: PATH とは、Unix 系のオペレーティングシステムや DOS、OS/2、Microsoft Windows 上の環境変数であり、実行可能なプログラムが配置されている一連のディレクトリを特定するものです。一般的に、 実行中プロセスまたはユーザーセッションは独自の PATH 設定をもちます。)

インストール後、MinGW は C:\MinGW\bin にあります。ここで、このディレクトリを PATH 環境変数に含める必要があります。コンピューターを長年使用しているなら、その方法をすでにご存じかと思います。そうでない場合は、以下のガイドを参考にしてください:

• Windows OS 向けのガイドはこちら
• Linux 向けのガイドはこちら
• Mac OS 向けのガイドはこちら

Code Runner 拡張機能を VS Code にインストール

これでコンパイラが設定されたので、Code Runner をインストールしましょう。

Code Runner を使えば、次に示した多数の言語のコードスニペットやコードファイルを実行できます:

C, C++, Java, JavaScript, PHP, Python, Perl, Perl 6, Ruby, Go, Lua, Groovy, PowerShell, BAT/CMD, BASH/SH, F# Script, F# (.NET Core), C# Script, C# (.NET Core), VBScript, TypeScript, CoffeeScript, Scala, Swift, Julia, Crystal, OCaml Script, R, AppleScript, Elixir, Visual Basic .NET, Clojure, Haxe, Objective-C, Rust, Racket, AutoHotkey, AutoIt, Kotlin, Dart, Free Pascal, Haskell, Nim, D, Lisp, Kit, and custom command.

(訳注: 言語のリストは 2019 年 10 月時点の情報です。最新情報は Code Runner ダウンロードページ を参照してください。)

• こちら をクリックしてダウンロードしてください。
• または VS Code の marketplace の検索ボックスで検索してください。

• インストール後、 VS Code を再起動してください。
• C++ のファイルを VS Code で開きます。ベーシックな hello world を出力するプログラムを以下に示します:

#include <iostream>
using namespace std;
int main() 
{
    cout << "Hello world!";
    return 0;
}

このファイルを test.cpp という名前で保存してください。

Code Runner を使ってコードを実行

• ショートカットキーの Ctrl+Alt+N を使用してコードを実行します。
• または、F1 キーを押してから、Run Code を入力して選択してください。
• あるいは、テキストエディターを右クリックして、エディターコンテキストメニューの中の Run Code をクリックしてください。

コードが実行され、出力パネルに結果が表示されます。ショートカットキーの Ctrl+Shift+U を使用して出力パネルを開いてください。

実行中のコードを停止するには

• ショートカットキーの Ctrl+Alt+M を使用します。
• または、F1 キーを押してから、Stop Code Run を入力して選択してください。
• あるいは、出力パネルを右クリックしてから、コンテキストメニューの中の Stop Run Code をクリックしてください。

これで C++ の開発環境を VS Code の中で設定することができました！

終わりに

もう一つ、アドバイスがあります。

初期設定では、VS Code の出力パネルは読み取り専用です。次のコードのように、ユーザーに入力を要求する場合:

#include <iostream>
using namespace std;

const double pi = 3.14159; 

void calculate()
{
  double area; 
  double radius;

  cout<<"Enter Radius: "<<endl; 
  cin>>radius;

  area = pi * radius * radius; 

  cout<<"area is: "<<area<<endl;
 }
 
int main()
{
  calculate(); 
  return 0;
}

Cannot edit in read-only terminal と表示され、ターミナル (出力パネル) への入力ができません。
これを解決するには、手動で読み取りと書き込みを可能にする必要があります。

• VS Code のメニューから、File > Preference > Setting を選択してください。
• 左側のパネルの User タブの中の、extensions セクションを選択してください。
• スクロールして「Run Code Configuration」 を探してください。
• スクロールして Run in Terminal (組み込みターミナル内でコードを実行するかどうか) のチェックボックスを探し、ボックスにチェックを入れてください。

もしくは

• setting.json ファイル内に、以下の行を追加してください:

"code-runner.runInTerminal": true

これで設定が完了し準備が整いました :)

C++ のリソース

こちらに、C++ の学習を始めるのに役立つリソースをいくつか挙げてみます:

• https://www.learncpp.com/
• https://www.codecademy.com/learn/learn-c-plus-plus
• https://www.udemy.com/free-learn-c-tutorial-beginners/
• https://www.sololearn.com/Course/CPlusPlus/
• https://www.youtube.com/watch?v=vLnPwxZdW4Y
• https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_useful_resources.htm
• https://makeawebsitehub.com/learning-c/

謝辞

• MinGW Project
• Code Runner by Jun Han

お読みくださいましてありがとうございました!