【C++】std::basic_string::find_first_of をマスターしよう！ 文字列検索の極意を徹底解説

std::basic_string::find_first_of は、C++ の標準ライブラリに含まれる std::basic_string クラスのメソッドの一つで、指定された文字列または文字範囲内において、最初のマッチする文字の位置を検索します。このメソッドは、文字列中の特定の文字列や文字パターンを見つける際に役立ちます。

構文

std::string::size_type find_first_of( const charT* s, std::size_t pos = 0, std::size_t count = npos ) const;

パラメータ

• count: 検索対象となる文字範囲の長さを表す非負の整数値。デフォルトは npos (文字列の最後まで検索) です。
• pos: 検索を開始する位置を表す非負の整数値。デフォルトは 0 です。
• s: 検索対象となる文字列または文字範囲を表すポインタ

戻り値

• 検索対象となる文字列または文字範囲内において、最初のマッチする文字の位置を表す非負の整数値。マッチする文字が見つからない場合は npos を返します。

例

以下のコードは、"Hello, World!" という文字列において、最初の小文字アルファベットの位置を検索します。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, World!";
  std::size_t pos = str.find_first_of("aeiou");

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First lowercase letter found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "No lowercase letters found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

このコードを実行すると、以下の出力が得られます。

First lowercase letter found at position: 1

• std::basic_string::find_first_of は、効率的な二分探索アルゴリズムを使用して検索を実行します。
• 検索対象となる文字列または文字範囲内にマッチする文字が複数存在する場合、std::basic_string::find_first_of は最初のマッチする文字の位置のみを返します。
• std::basic_string::find_first_of は、オーバーロードされたメソッドであり、引数の型によって動作が異なります。上記の例では、const charT* 型の引数を使用していますが、std::string 型の引数を使用することもできます。

• 文字列の入力検証を行う
• 文字列を区切り文字で分割する
• 文字列中の特定の文字列や文字パターンを見つける

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文字列中の最初の数字の位置を見つける

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, 123 World!";
  std::size_t pos = str.find_first_of("0123456789");

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First digit found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "No digits found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

文字列中の最初の空白文字の位置を見つける

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello World! \t\n";
  std::size_t pos = str.find_first_of(" \t\n");

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First whitespace character found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "No whitespace characters found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

文字列中の最初の英字の位置を見つける

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, World! 123";
  std::size_t pos = str.find_first_of("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ");

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First alphabetic character found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "No alphabetic characters found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

特定の文字列を含む最初の部分文字列を見つける

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "This is a string with embedded World";
  std::string target = "World";
  std::size_t pos = str.find_first_of(target);

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First occurrence of \"" << target << "\" found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "Target string not found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

カスタム関数オブジェクトを使用して、検索条件を指定する

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>

bool is_vowel(char c) {
  return (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u' ||
          c == 'A' || c == 'E' || c == 'I' || c == 'O' || c == 'U');
}

int main() {
  std::string str = "Hello, World!";
  std::size_t pos = str.find_first_of(is_vowel);

  if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "First vowel found at position: " << pos << std::endl;
  } else {
    std::cout << "No vowels found" << std::endl;
  }

  return 0;
}

これらの例は、std::basic_string::find_first_of メソッドの汎用性と、様々な検索条件を指定して文字列を検索できることを示しています。

• 効率的な検索を行うためには、適切な検索条件を指定することが重要です。例えば、特定の文字列を含む部分文字列を検索する場合は、std::basic_string::find_first_of と `std
• 上記のコード例は、あくまで基本的な使用方法を示したものです。より複雑な検索条件や処理を行う場合は、std::basic_string::find_first_of と他の標準ライブラリの機能を組み合わせて使用することができます。

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標準ライブラリの他の関数を使用する

範囲ベース for ループを使用する

シンプルな検索条件の場合は、範囲ベース for ループを使用して文字列を反復処理し、条件を満たす最初の文字を探す方が、コードが読みやすくなる場合があります。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string str = "Hello, World!";
  for (char c : str) {
    if (std::islower(c)) {
      std::cout << "First lowercase letter found at position: " << &c - str.data() << std::endl;
      break;
    }
  }

  return 0;
}

カスタム関数を使用する

より複雑な検索条件の場合は、カスタム関数を作成して検索ロジックを実装することができます。この方法により、柔軟性と制御性を高めることができますが、コードが煩雑になる可能性があります。

正規表現を使用する

正規表現ライブラリを使用すると、より複雑なパターンにマッチする文字列を検索することができます。ただし、正規表現は習得に時間がかかり、コードが読みづらくなる場合があります。

• コードの読みやすさ: コードの可読性を高めるためには、わかりやすく簡潔なコードを書くことが重要です。複雑な代替手段を使用するよりも、シンプルな方法で検索条件を表現できる場合があります。
• パフォーマンス: 性能が重要な場合は、std::basic_string::find_first_of と他の代替手段をベンチマークテストして、最適な方法を判断する必要があります。
• 検索条件の複雑さ: シンプルな検索条件の場合は、標準ライブラリの関数を使用する方が効率的かつシンプルです。複雑な検索条件の場合は、カスタム関数や正規表現を使用する方が適切な場合があります。