C++プログラミングの必須スキル！std::wcsrtombs 関数で文字エンコーディングの壁を乗り越えろ

std::wcsrtombs は、ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換する C++ 標準ライブラリの関数です。ワイド文字列とは、1 つの文字を表現するために 2 バイト以上を使用する文字列です。一方、マルチバイト文字列とは、1 つの文字を表現するために 1 バイト以上を使用する文字列です。

機能

std::wcsrtombs 関数は、以下の機能を提供します。

変換されたマルチバイト文字列の長さを返します。
変換されたマルチバイト文字列を指定されたバッファに格納します。
ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換します。

構文

std::size_t std::wcsrtombs(
    char* dst,
    const wchar_t** src,
    std::size_t len,
    std::mbstate_t* ps
);

パラメータ

ps: マルチバイト文字列変換の状態を保持するオブジェクトへのポインタ。
len: dst バッファのサイズ。
src: 変換対象のワイド文字列の先頭要素へのポインタのポインタ。
dst: 変換されたマルチバイト文字列を格納するバッファへのポインタ。

戻り値

失敗した場合: std::size_t(-1) を返し、errno に EILSEQ を設定します。
成功した場合: 変換されたマルチバイト文字列の長さ (終端文字 '\0' を除く)。

エラー処理

std::wcsrtombs 関数は、以下のエラーが発生する可能性があります。

dst バッファが小さすぎる場合。
変換対象のワイド文字が、現在のロケールで有効な文字に対応していない場合。

これらのエラーが発生した場合、std::wcsrtombs 関数は std::size_t(-1) を返し、errno に EILSEQ を設定します。

例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <clocale>

int main() {
  // ワイド文字列を準備します。
  const wchar_t wstr[] = L"z\u00df\u6c34\U0001d10b";

  // マルチバイト文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<char> mbstr(wcsrtombs(nullptr, &wstr, 0, nullptr) + 1);

  // ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換します。
  std::size_t len = wcsrtombs(&mbstr[0], &wstr, mbstr.size(), nullptr);

  // マルチバイト文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < len; ++i) {
    std::cout << mbstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

この例では、ワイド文字列 z\u00df\u6c34\U0001d10b をマルチバイト文字列に変換し、その結果を標準出力に出力します。

std::wcsrtombs 関数は、再帰的に呼び出すことができます。つまり、変換に必要なバッファのサイズがわからない場合でも、最初に len を 0 に設定して呼び出し、返された値を len に設定してから再度呼び出すことができます。
std::wcsrtombs 関数は、マルチバイト文字列の終端文字 '\0' を自動的に追加します。
std::wcsrtombs 関数は、ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換する際に、現在のロケールを使用します。ロケールを変更することで、変換結果が変わる可能性があります。

ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換し、その結果を標準出力に出力する

#include <iostream>
#include <vector>
#include <clocale>

int main() {
  // ワイド文字列を準備します。
  const wchar_t wstr[] = L"z\u00df\u6c34\U0001d10b";

  // マルチバイト文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<char> mbstr(wcsrtombs(nullptr, &wstr, 0, nullptr) + 1);

  // ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換します。
  std::size_t len = wcsrtombs(&mbstr[0], &wstr, mbstr.size(), nullptr);

  // マルチバイト文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < len; ++i) {
    std::cout << mbstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

ワイド文字列の一部をマルチバイト文字列に変換する

#include <iostream>
#include <vector>
#include <clocale>

int main() {
  // ワイド文字列を準備します。
  const wchar_t wstr[] = L"z\u00df\u6c34\U0001d10b";

  // マルチバイト文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<char> mbstr(10);

  // ワイド文字列の一部をマルチバイト文字列に変換します。
  std::size_t len = wcsrtombs(&mbstr[0], &wstr, mbstr.size(), nullptr);

  // マルチバイト文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < len; ++i) {
    std::cout << mbstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

変換に必要なバッファのサイズを取得する

#include <iostream>
#include <vector>
#include <clocale>

int main() {
  // ワイド文字列を準備します。
  const wchar_t wstr[] = L"z\u00df\u6c34\U0001d10b";

  // 変換に必要なバッファのサイズを取得します。
  std::size_t len = wcsrtombs(nullptr, &wstr, 0, nullptr);

  // マルチバイト文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<char> mbstr(len + 1);

  // ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換します。
  len = wcsrtombs(&mbstr[0], &wstr, mbstr.size(), nullptr);

  // マルチバイト文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < len; ++i) {
    std::cout << mbstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <clocale>

int main() {
  // ワイド文字列を準備します。
  const wchar_t wstr[] = L"z\u00df\u6c34\U0001d10b";

  // マルチバイト文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<char> mbstr(wcsrtombs(nullptr, &wstr, 0, nullptr) + 1);

  // ロケールを "ja_JP.UTF-8" に変更します。
  std::setlocale(LC_ALL, "ja_JP.UTF-8");

  // ワイド文字列をマルチバイト文字列に変換します。
  std::size_t len = wcsrtombs(&mbstr[0], &wstr, mbstr.size(), nullptr);

  // マルチバイト文字列を出力します。
  for (std

std::mbstowcs 関数と std::wcslcpy 関数の組み合わせ

std::mbstowcs 関数は、マルチバイト文字列をワイド文字列に変換します。一方、std::wcslcpy 関数は、ワイド文字列を別のワイド文字列にコピーします。これらの関数を組み合わせることで、std::wcsrtombs 関数と同じ機能を実現できます。

長所

std::locale オブジェクトを使用する必要がない。

短所

std::wcslcpy 関数は、ワイド文字列が格納できる最大文字数を超えてコピーしようとすると、文字列を切断してしまう可能性がある。
2 つの関数を呼び出す必要があるため、コードが煩雑になる。

例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <clocale>

int main() {
  // マルチバイト文字列を準備します。
  const char mbstr[] = "z\xC3\xBF\xE6\xB4\xA4\xF0\x9D\x84\x9B";

  // ワイド文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<wchar_t> wstr(mbstowcs(nullptr, &mbstr, 0) + 1);

  // マルチバイト文字列をワイド文字列に変換します。
  std::size_t len = mbstowcs(&wstr[0], &mbstr, wstr.size());

  // ワイド文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < len; ++i) {
    std::cout << wstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

カスタム変換関数

独自の変換関数を作成することもできます。この方法は、より柔軟な制御が可能ですが、より複雑なコードを書く必要があります。

長所

変換処理を完全に制御できる。

短所

コードを書く必要があり、デバッグが難しい場合がある。

例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

int main() {
  // マルチバイト文字列を準備します。
  const char mbstr[] = "z\xC3\xBF\xE6\xB4\xA4\xF0\x9D\x84\x9B";

  // ワイド文字列を格納するためのバッファを準備します。
  std::vector<wchar_t> wstr(mbstr.size());

  // マルチバイト文字列をワイド文字列に変換します。
  for (std::size_t i = 0; i < mbstr.size(); ++i) {
    // マルチバイト文字 `mbstr[i]` をワイド文字に変換します。
    wchar_t wc = /* ... */;
    wstr[i] = wc;
  }

  // ワイド文字列を出力します。
  for (std::size_t i = 0; i < wstr.size(); ++i) {
    std::cout << wstr[i];
  }

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

サードパーティ製のライブラリ

std::wcsrtombs 関数の代替を提供するサードパーティ製のライブラリもいくつかあります。これらのライブラリは、より高度な機能を提供したり、特定のプラットフォームでより良いパフォーマンスを発揮したりする場合があります。

長所

特定のプラットフォームでより良いパフォーマンスを発揮する場合がある。
より高度な機能を提供している場合がある。
独自の変換関数を書くよりも簡単で、デバッグが容易な場合がある。

短所

ライブラリのドキュメントを理解する必要がある。
ライブラリを別途インストールする必要がある。