【C++】isdigit関数の全知識を紹介！実用例5選で完全網羅

はじめに
●isdigit関数とは
- ○isdigit関数の基本
- ○isdigit関数の文法
●isdigit関数の使い方
●よくあるエラーと対処法
- ○エラー1：非文字データの使用
- ○エラー2：ロケール設定の誤り
●isdigit関数の応用例
- ○サンプルコード4：パスワード強度チェッカー
- ○サンプルコード5：数式の検証
●プログラマーとして知っておくべき豆知識
- ○豆知識1：C++標準ライブラリの効率的利用
- ○豆知識2：isdigitと類似関数の比較
まとめ

はじめに

この記事を読めば、C++で提供されているisdigit関数の全てが理解できるようになります。

プログラミングの世界は広く、その中でもC++はその強力な機能性と柔軟性で多くの開発者に選ばれています。

特に、文字の種類を判定する際に役立つisdigit関数は、C++を学ぶ上で避けては通れない重要な部分です。

この関数を理解し、使いこなせるようになれば、プログラミングの幅が大きく広がるでしょう。

●isdigit関数とは

C++の標準ライブラリに含まれるisdigit関数は、ある文字が数字（0から9）であるかどうかを判定するために使用されます。

この関数は<cctype>または<ctype.h>ヘッダー内に定義されており、一つの文字を引数として受け取ります。

isdigit関数が真を返すのは、引数が’0’から’9’の範囲の文字である場合のみです。

それ以外の文字が引数として渡された場合は、偽を返します。

○isdigit関数の基本

基本的に、isdigit関数はint型の引数を受け取ります。

この引数は通常、char型の文字データが整数型にキャストされたものです。

例えば、char型の文字 ‘5’ がisdigit関数に渡される場合、その文字コードが整数に変換されて処理されます。

isdigit関数の戻り値は、その文字が数字であるかどうかによって決まります。

数字であれば非ゼロ値（真）を、そうでなければ0（偽）を返します。

○isdigit関数の文法

C++におけるisdigit関数の文法は非常にシンプルです。

#include <cctype>  // または #include <ctype.h>

bool isDigit = isdigit(character);

ここで、character は判定する文字です。

この関数は、指定された文字が数字（’0’～’9’）であれば、非ゼロ値（真）を返し、そうでなければ0（偽）を返します。

重要なのは、この関数がASCIIコードに基づいて文字を評価することです。

そのため、文字コードがASCII表現と異なるシステムでは異なる結果を返す可能性があります。

また、引数として非文字データ（例えば整数値やポインタ）を渡すことは避けるべきです。

なぜなら、非文字データは予期せぬ結果を引き起こす可能性があるためです。

●isdigit関数の使い方

C++におけるisdigit関数の使い方を学ぶことは、プログラミングスキルを磨く上で非常に有用です。

この関数を適切に使いこなすことで、文字データの処理をより効率的かつ正確に行うことが可能になります。

ここでは、isdigit関数の基本的な使用法といくつかの応用例を紹介します。

○サンプルコード1：文字が数字かどうかを判定する

最も基本的な使い方として、単一の文字が数字かどうかを判定する例を見てみましょう。

下記のサンプルコードは、文字が数字であるかどうかをチェックし、結果を画面に出力しています。

#include <iostream>
#include <cctype>

int main() {
    char ch = '5';
    if (isdigit(ch)) {
        std::cout << ch << " は数字です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << ch << " は数字ではありません。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

このコードでは、’5’という文字がisdigit関数によって数字として認識され、適切なメッセージが出力されます。

この単純な例を通じて、文字が数字であるかを判定する基本的な使い方を理解できます。

○サンプルコード2：文字列中の数字をカウントする

次に、与えられた文字列内の数字の数をカウントする方法を見てみましょう。

下記のサンプルコードは、文字列内に含まれる数字の個数をカウントし、その結果を出力しています。

#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype>

int main() {
    std::string str = "Hello 1234 World!";
    int count = 0;
    for (char ch : str) {
        if (isdigit(ch)) {
            ++count;
        }
    }
    std::cout << "文字列内の数字の数: " << count << std::endl;
    return 0;
}

この例では、文字列”Hello 1234 World!”に含まれる数字が4個あるため、その数が出力されます。

この方法を利用することで、任意の文字列に含まれる数字を効率的に特定し、カウントすることができます。

○サンプルコード3：ファイルから数字を探す

最後に、ファイルから数字を読み取り、それらをカウントする方法を紹介します。

下記のサンプルコードは、ファイルを読み込み、ファイル内の数字の数をカウントしています。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cctype>

int main() {
    std::ifstream file("example.txt");
    char ch;
    int count = 0;
    while (file >> ch) {
        if (isdigit(ch)) {
            ++count;
        }
    }
    std::cout << "ファイル内の数字の数: " << count << std::endl;
    file.close();
    return 0;
}

このコードでは、ファイル”example.txt”を開き、その中の文字を一つずつ読み込んで、数字であればカウントを増やしています。

ファイルの終わりに達したら、カウントした数字の総数を出力します。

このような方法を用いれば、ファイル内の特定のデータを効率的に処理することが可能です。

●よくあるエラーと対処法

C++のisdigit関数を使用する際にはいくつかの一般的なエラーが発生する可能性があります。

これらのエラーを避け、効果的に関数を使用するための方法を見ていきましょう。

○エラー1：非文字データの使用

isdigit関数に非文字データを渡すことは、一般的なエラーの一つです。

この関数は文字データを期待しており、整数や他の型のデータを渡すと、予期せぬ動作を引き起こす可能性があります。

特に、文字以外の値をchar型にキャストして渡すことは避けるべきです。

下記のコードは、非文字データをisdigit関数に渡した場合の一例を表しています。

#include <iostream>
#include <cctype>

int main() {
    int num = 5; // 整数データ
    if (isdigit(num)) {
        std::cout << "数字です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "数字ではありません。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、整数型の変数 num を isdigit 関数に直接渡しています。

これは不適切な使用方法であり、正しい結果を保証できません。

常に文字データを引数として使用し、整数や他の型のデータを渡す際には注意が必要です。

○エラー2：ロケール設定の誤り

isdigit関数はロケールに依存する動作をすることがあります。

デフォルトのロケール設定では、関数はASCIIコードに基づいて文字を評価します。

しかし、異なるロケール設定を使用すると、関数の挙動が変わることがあります。

ここでは、ロケール設定を変更した場合の使用例を紹介します。

#include <iostream>
#include <cctype>
#include <locale>

int main() {
    setlocale(LC_ALL, "en_US.UTF-8"); // ロケールを変更
    char ch = 'ü'; // ASCIIではない文字
    if (isdigit(ch)) {
        std::cout << ch << " は数字です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << ch << " は数字ではありません。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

このコードでは、ロケールを英語のUTF-8に設定しています。

この設定下でASCII範囲外の文字を isdigit に渡すと、正しい結果を得ることができません。

一般的に、ロケールに依存する動作は避け、デフォルトの設定を使用することが推奨されます。

異なるロケール設定を使用する場合には、その影響を十分に理解し、注意深く扱う必要があります。

●isdigit関数の応用例

C++でのisdigit関数の使い方は多岐にわたります。

この関数は単純な数字のチェックだけでなく、より複雑なアプリケーションでの使用にも適しています。

ここでは、isdigit関数のいくつかの応用例を紹介します。

○サンプルコード4：パスワード強度チェッカー

パスワードの強度をチェックする際にもisdigit関数が役立ちます。

下記のサンプルコードは、パスワードに少なくとも1つの数字が含まれているかどうかをチェックします。

#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype>

bool isPasswordStrong(const std::string& password) {
    bool hasDigit = false;
    for (char ch : password) {
        if (isdigit(ch)) {
            hasDigit = true;
            break;
        }
    }
    return hasDigit && password.length() >= 8;
}

int main() {
    std::string password = "Secure123";
    if (isPasswordStrong(password)) {
        std::cout << "パスワードは強いです。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "パスワードは弱いです。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、isdigit関数を使用してパスワード内の各文字が数字かどうかをチェックし、パスワードの強度を評価しています。

このようなチェックは、セキュリティが重視されるアプリケーションで非常に重要です。

○サンプルコード5：数式の検証

最後に、isdigit関数を使用して数式内の数字を検証する方法を紹介します。

この例では、数式が有効な数字と演算子のみで構成されているかをチェックします。

#include <iostream>
#include <string>
#include <cctype>

bool isValidExpression(const std::string& expression) {
    for (char ch : expression) {
        if (!isdigit(ch) && ch != '+' && ch != '-' && ch != '*' && ch != '/') {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

int main() {
    std::string expression = "8+9-3*5/2";
    if (isValidExpression(expression)) {
        std::cout << "数式は有効です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "数式は無効です。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

このコードは、与えられた文字列が数式として有効かどうかを判断します。

isdigit関数は、文字が数字かどうかをチェックするために使用され、その他の文字は演算子として許容されるかどうかを判定します。

このような検証は、数式を扱うプログラムや電卓アプリケーションで非常に有用です。