文字列を実数に変換する | Programming Place Plus　Ｃ言語編　逆引き

このページの概要 🔗

このページの解説は C99 をベースとしています。

以下は目次です。

• 目的
• 方法①（atof関数を使う）
  • 簡単だが、エラーの検出ができない
  • エラーの可能性がある場面では使うべきでない
• 方法②（strto～系の関数を使う）
  • 面倒だが、エラーを検出できる

目的 🔗

“12.3”、“-12.3” のような文字列を、実数型の値に変換したいとします。 前者なら 12.3、後者なら -12.3 にします。

“12.3abc” のように、実数と関係がない文字が登場した場合、その手前までで打ち切ります。 また、“abc12.3” の場合は、先頭部分が実数と関係がない文字なので、変換に失敗します。

方法①（atof関数を使う） 🔗

Ｃ言語の標準ライブラリに含まれている atof関数を使うと、文字列を double型の値に変換できます。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    printf("%lf\n", atof("12.3"));
    printf("%lf\n", atof("-12.3"));
    printf("%lf\n", atof("+12.3"));
    printf("%lf\n", atof("0"));
    printf("%lf\n", atof("12.3abc"));
    printf("%lf\n", atof("abc12.3"));
}

実行結果：

12.300000
-12.300000
12.300000
0.000000
12.300000
0.000000

この方法は手軽ですが、変換の失敗を検出する方法がないという欠点があります。 変換できなかった場合の戻り値は 0.0 になりますから、“0” を変換した場合との区別が付きません。 変換の失敗を検出できる必要がある場合は、方法②を使います。

方法②（strto～系の関数を使う） 🔗

Ｃ言語の標準ライブラリには、atof関数以外にも、文字列から実数へ変換する各種関数があります。

変換後の型が double型の strtod関数、float型の strtof関数、long double型の strtold関数があります。

方法①で取り上げた atof関数と比べて、手軽さの面で大きく劣ります。そのため、プログラムが長くなってしまうので、いったん、“12.3” だけを変換するプログラムを載せます。

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char* str = "12.3";

    errno = 0;
    char* end;
    double v = strtod(str, &end);
    if (errno == ERANGE) {
        printf("error\n");
    }
    else if (str == end) {
        printf("can't convert\n");
    }
    else {
        printf("%lf\n", v);
    }
}

実行結果：

12.300000

第１引数に変換したい文字列を指定します。

第２引数は、変換できなかった文字へのポインタを格納するポインタ変数を指定します。これは不要ならヌルポインタで構いませんが、変換の失敗を検出するためには指定が必要です。

２つの理由で、変換が失敗することがある点に注意が必要です。

１つには、変換後の値が、変換後の型で表現できないほど大きかったり、小さかったりするケースです。このケースでは、errno に ERANGE がセットされるので、これを使って調べられます。

もう１つは、“abc” を変換しようとした場合のように、数値に変換できないケースです。こちらは、第２引数をチェックすることで調べます。変換できなかった文字へのポインタが、変換元の最初の文字を指していたら、１文字も変換できなかったことを示しています。

このように、エラーの扱いを考慮すると、かなり長くなってしまいます。そこで、使いやすいようにラップしたものを用意しておくと便利かもしれません。一例として、次のようにできます。

#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/*
    文字列を double型へ変換する。

    str:    変換元の文字列。ヌルポインタは不可。
    result: 変換結果を受け取るメモリアドレス。ヌルポインタは不可。
            変換できなかった場合には、何も格納されない。
    戻り値: 変換できた場合は 0以外、変換できなかった場合は 0。
*/
int stod(const char* str, double* result)
{
    assert(str != NULL);
    assert(result != NULL);

    errno = 0;
    char* end;
    double num = strtod(str, &end);
    if (errno == ERANGE) {
        return 0;
    }
    else if (str == end) {
        return 0;
    }

    *result = num;
    return 1;
}

int main(void)
{
    double v;

    if (stod("12.3", &v)) {
        printf("%lf\n", v);
    }
    else {
        printf("failed\n");
    }
}

実行結果：

12.300000

この場合、変換できたのかできなかったのかだけを判定できるようにしています。 成否は戻り値で判別するので、戻り値のパターンを増やせば、 変換できなかった理由を区別できるように対応することは可能です。

参考リンク 🔗

• 『Cクイックリファレンス 第2版』
  • 標準ライブラリ関数の仕様について参考にした
• Programming Place Plus　Ｃ言語編　参考書籍
  • 当サイトの参考書籍一覧ページ。Ｃ言語に関する書籍を多数紹介
• Programming Place Plus　Ｃ言語編　リンク集
  • 当サイトの参考Webサイト集。Ｃ言語の全般的な学習に有益なサイトを紹介

更新履歴 🔗

• ’2023/2/12
  • double型の値を printf関数で出力するとき、%lf を使うように修正
• ’2021/12/11
  • main関数から return 0; を削除（Ｃ言語編全体でのコードの統一）
• ’2019/7/23
  • 解説のベースを C99 に上げる対応
    • ローカル変数の宣言を、ブロックの先頭以外の位置でも行う
• ’2019/7/19
  • 解説のベースを C99 に上げる対応
    • 変数を宣言する位置を修正
• ’2018/4/20
  • 「NULL」よりも「ヌルポインタ」が適切な箇所について、「ヌルポインタ」に修正。
• ’2017/7/20
  • strto～系の関数のエラーチェックについての文面を改めた。
• ’2017/6/19
  • 新規作成。

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