挿入演算子と制御形式の使用

[アーティクル]
06/16/2023

このトピックでは、独自のクラスに対して書式を制御する方法と挿入演算子を作成する方法について説明します。すべての標準 C++ のデータ型であらかじめプログラミングされている挿入 (<<) 演算子は、出力ストリームオブジェクトにバイトを送信します。挿入演算子は定義済み "マニピュレーター" と共に機能します。マニピュレーターとは、整数引数の既定の書式を変更する要素です。

次のオプションを使用して、書式を制御できます。

出力幅
位置合わせ
[精度]
基数

出力幅

出力をアラインするには、setw マニピュレーターをストリーム内に配置するか、width メンバー関数を呼び出すことにより、出力幅を各項目に指定します。この例では、列に値を 10 文字の幅に右揃えで出力します。

// output_width.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

int main( )
{
   double values[] = { 1.23, 35.36, 653.7, 4358.24 };
   for( int i = 0; i < 4; i++ )
   {
      cout.width(10);
      cout << values[i] << '\n';
   }
}

10 文字の幅に満たない値に対しては先頭に空白文字が追加されます。

フィールドを埋めるには、幅が指定されたフィールドに対して、埋め込み文字の値を設定する fill メンバー関数を使用します。既定では、空白文字です。数値の列を埋めるのにアスタリスクを使用する場合は、前の for ループを次のように変更します。

for (int i = 0; i <4; i++)
{
    cout.width(10);
    cout.fill('*');
    cout << values[i] << endl;
}

endl マニピュレーターは、改行文字 ('\n') を置換します。出力は次のようになります。

******1.23
*****35.36
*****653.7
***4358.24

同じ行のデータ要素に幅を指定するには、setw マニピュレーターを使用します。

// setw.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main( )
{
   double values[] = { 1.23, 35.36, 653.7, 4358.24 };
   const char *names[] = { "Zoot", "Jimmy", "Al", "Stan" };
   for( int i = 0; i < 4; i++ )
      cout << setw( 7 )  << names[i]
           << setw( 10 ) << values[i] << endl;
}

width メンバー関数は、<iostream> で宣言されています。 setw または他の引数付きのマニピュレーターを使用する場合は、<iomanip> をインクルードする必要があります。出力では、文字列は 6 桁の幅のフィールドに、整数は 10 桁の幅のフィールドに出力されます。

   Zoot      1.23
  Jimmy     35.36
     Al     653.7
   Stan   4358.24

setw と width は値を切り捨てません。書式付き出力がこの幅を超えた場合、ストリームの精度の設定に従い、値全体が出力されます。 setw と width のどちらも次のフィールドのみに影響します。フィールドが 1 つ出力されると、フィールドの幅は既定の動作 (既定の幅) に戻ります。ただし、その他のストリームの形式オプションは変更されるまで有効です。

配置

出力ストリームは、既定で右揃えのテキストになります。前の例のように名前を左揃えにし、数値を右揃えにするには、for ループを次のように置き換えます。

for (int i = 0; i <4; i++)
    cout << setiosflags(ios::left)
         << setw(6) << names[i]
         << resetiosflags(ios::left)
         << setw(10) << values[i] << endl;

出力は次のようになります。

Zoot        1.23
Jimmy      35.36
Al         653.7
Stan     4358.24

setiosflags マニピュレーターと left 列挙子を使用して、left-align フラグを設定します。この列挙子は、ios クラス内で定義されるため、その参照には、ios:: プレフィックスをインクルードする必要があります。 resetiosflags マニピュレーターは、left-align フラグをオフにします。 width や setw とは異なり、setiosflags と resetiosflags の効果は持続します。

精度

浮動小数点の精度の既定値は、6 桁です。たとえば、3466.9768 という数値は 3466.98 と出力されます。この値を出力する方法を変更するには、setprecision マニピュレーターを使用します。マニピュレーターには、fixed と scientific という 2 つのフラグがあります。 fixed が設定されている場合、数値は、3466.976800 と出力されます。 scientific が設定されている場合は、3.4669773+003 として出力されます。

有効桁 1 桁でアラインされた浮動小数点数値を表示するには、for ループを次のように置き換えます。

for (int i = 0; i <4; i++)
    cout << setiosflags(ios::left)
         << setw(6)
         << names[i]
         << resetiosflags(ios::left)
         << setw(10)
         << setprecision(1)
         << values[i]
         << endl;

プログラムは次のようにリストを出力します。

Zoot          1
Jimmy     4e+01
Al        7e+02
Stan      4e+03

指数表記を削除するには、for ループの前に次のステートメントを挿入します。

cout << setiosflags(ios::fixed);

固定小数点表記では、小数点以下 1 桁まで出力されます。

Zoot         1.2
Jimmy       35.4
Al         653.7
Stan      4358.2

ios::fixed フラグを ios::scientific に変更すると、プログラムによって次が出力されます。

Zoot    1.2e+00
Jimmy   3.5e+01
Al      6.5e+02
Stan    4.4e+03

この場合も、小数点以下 1 桁まで出力されます。 ios::fixed または ios::scientific のどちらかが設定されている場合、精度の値は小数点の後の桁数を決定します。どちらのフラグも設定されていない場合、精度の値は、全体の有効桁数を決定します。 resetiosflags マニピュレーターは、これらのフラグをオフにします。

基数

dec、oct、hex マニピュレーターは、入力と出力の既定の基数を設定します。たとえば、hex マニピュレーターを出力ストリームに挿入すると、オブジェクトは整数の内部データ表記を 16 進数の形式に正しく変換して出力します。数値は、uppercase フラグがオフの場合 (既定)、a から f 桁が小文字で表示されます。それ以外の場合は、大文字で表示されます。既定の基数は dec (10 進数) です。

引用符で囲まれた文字列 (C++14)

ストリームに文字列を挿入するときに、stringstream::str() メンバー関数を呼び出すことで、同じ文字列を簡単に取得できます。ただし、抽出演算子を使用して、後でストリームを新しい文字列に挿入する場合、>> 演算子は、既定では最初の空白文字に遭遇すると停止するため、予期しない結果が生じる可能性があります。

std::stringstream ss;
std::string inserted = "This is a sentence.";
std::string extracted;

ss << inserted;
ss >> extracted;

std::cout << inserted;     //  This is a sentence.
std::cout << extracted;    //  This

この動作は手動で克服できますが、文字列のラウンドトリップをより簡単に行うために、C++14 では、<iomanip> に std::quoted ストリームマニピュレーターが追加されます。 quoted() は、挿入時に文字列を区切り記号 (既定では二重引用符 (")) で囲み、抽出時に終わりの区切り記号までのすべての文字を抽出するストリームを操作します。埋め込まれた引用符は、エスケープ文字 (既定では '\\') でエスケープされます。

区切り記号はストリームオブジェクト内でのみ表示され、抽出された文字列では表示されません。ただし、basic_stringstream::str によって返される文字列では表示されます。

挿入演算子と抽出演算子の空白の処理は、コード内での文字列の表記方法に依存しません。そのため、入力文字列が未加工の文字列リテラルであるか、標準の文字列であるかにかかわらず、quoted 演算子は便利です。埋め込みの引用符、改行、タブなどが含まれる入力文字列は、書式にかかわらず、quoted() マニピュレーターで保持されます。

詳細とコード例については、「quoted」を参照してください。

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挿入演算子と制御形式の使用

出力幅

配置

精度

基数

引用符で囲まれた文字列 (C++14)

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