# １回目　導入回＋文字列 ## 第1回授業：C++導入とCとの違い（入出力・文字列・書式制御） ### 🎯 目標 C言語の知識をもとに、C++の基本文法と文字列処理を理解する。 - `iostream` を使った標準入出力を理解する。 - `std::string` と `char[]` の違いを学ぶ。 - `cout` による書式制御を体験する。 --- ## 🧩 授業構成（90分想定）
時間 内容 ポイント
0〜10分 CとC++の関係 「C++はCの拡張」だが、文字列処理や入出力が高機能であることを紹介。
10〜30分 入出力の基本 `#include ` 、 `std::cout` / `std::cin` の使い方。 `using namespace std;` の意味。
30〜55分 文字列の扱い `char[]` と `std::string` の違いを説明。代入・連結・比較などを実演。
55〜80分 書式制御 `std::setw` 、 `std::setfill` 、 `std::fixed` 、 `std::setprecision` など `` の使用。表形式出力の練習。
80〜90分 まとめ・課題説明 文字列と入出力のまとめ。次回予告：「関数と参照」へ。
--- ## 🧠 授業のねらい - C言語で扱いづらかった「文字列」や「入出力フォーマット」がC++で簡潔に扱えることを体感させる。 - 今後の授業で使う`std::string`を習得し、OOPでのクラス利用にもスムーズに入れるようにする。 --- ## 📘 板書・スライド例 ### Cの例（文字列と出力） ```c #include int main() { char name[32]; printf("Input your name: "); scanf("%s", name); printf("Hello, %s!\n", name); return 0; } ``` ### C++の例（std::string版） ```cpp #include #include using namespace std; int main() { string name; cout << "Input your name: "; cin >> name; cout << "Hello, " << name << "!" << endl; return 0; } ``` 💬 ****ポイント**** - `string` は動的にサイズが変わる安全な文字列クラス。 - 代入・連結・比較が簡単。 ```cpp string a = "Hello"; string b = "World"; string c = a + ", " + b; if (a == "Hello") cout << c << endl; ``` 💡 ****比較:****
操作 C (char\[\]) C++ (std::string)
代入 `strcpy(s, "abc")` `s = "abc";`
結合 `strcat(a, b)` `a += b;`
比較 `strcmp(a, b) == 0` `a == b`
長さ `strlen(a)` `a.size()`
--- ## ✏️ 書式制御の例 ```cpp #include #include using namespace std; int main() { double pi = 3.14159265; cout << fixed << setprecision(3); cout << "pi = " << pi << endl; cout << setw(10) << setfill('-') << 42 << endl; return 0; } ``` 💬 ****ポイント**** - `` によりCの`printf`に近い整形出力が可能。 - `setw()`：桁幅指定、`setfill()`：埋め文字、`setprecision()`：小数点桁数指定。 --- ## 🧩 演習課題 1. 名前と年齢を入力し、整形して出力するプログラムを作成。 ``` Name: _____ Age : __ years old ``` 2. `std::string`を使って2つの単語を入力し、結合して表示する。 3. ``を使って3つの数値を整列表示する。 --- ## 💬 授業後課題（宿題） 1. `std::string`と`char[]`の違いを、3つの観点（代入・結合・安全性）で説明せよ。 2. 書式制御を使って表のようなスコア表示を作るプログラムを書け。 --- ## 🔎 次回予告 > ****第2回：関数と参照・オーバーロード**** > C++独自の関数設計（参照渡し・デフォルト引数）を学び、関数の柔軟性を理解する。 # 補足資料 ## 第1回授業補足編：書式制御とfmtライブラリ入門 ### 🎯 目的 C++における出力整形の幅を広げ、より実践的なフォーマット出力を理解する。 - ``による標準的な書式指定を整理。 - `std::format`（C++20）や`fmt`ライブラリの書式構文を紹介。 - `printf`との対応関係を示し、Cからの移行をスムーズにする。 --- ## 🧩 <iomanip>による標準フォーマットまとめ
操作 操作関数 効果 使用例
桁幅指定 `setw(n)` 指定幅に右寄せ `cout << setw(5) << 42;` → `42`
左寄せ `left` 出力を左寄せ `cout << left << setw(5) << 42;` → `42`
埋め文字 `setfill(c)` 空白を指定文字で埋める `cout << setfill('-') << setw(5) << 42;` → `---42`
進数指定 `dec` / `hex` / `oct` 10進・16進・8進表示 `cout << hex << 255;` → `ff`
小数点桁数 `setprecision(n)` 小数点以下の桁数指定 `cout << fixed << setprecision(2) << 3.14159;` → `3.14`
浮動小数点表記 `fixed` / `scientific` 固定小数点／指数表記 `cout << scientific << 0.00123;` → `1.23e-03`
💡 ****ポイント**** - `setw()` は ****次の出力にのみ有効****（毎回指定が必要）。 - `setfill()` は ****継続して有効****。 - `fixed` を指定しない場合、整数部分や小数点以下が自動的に最適化される。 --- ## 🧠 応用例：表形式出力 ```cpp #include #include using namespace std; int main() { cout << left << setw(10) << "Name" << right << setw(8) << "Score" << endl; cout << setfill('-') << setw(18) << "" << endl; cout << setfill(' '); cout << left << setw(10) << "Alice" << right << setw(8) << 95 << endl; cout << left << setw(10) << "Bob" << right << setw(8) << 87 << endl; cout << left << setw(10) << "Chris" << right << setw(8) << 100 << endl; } ``` 出力例： ``` Name Score ------------------ Alice 95 Bob 87 Chris 100 ``` --- ## 🧩 std::format (C++20）とfmtライブラリ C++20以降では、Python風の書式指定が可能な`std::format`が導入されています。旧環境では`fmt`ライブラリ（[https://github.com/fmtlib/fmt](https://github.com/fmtlib/fmt)）を使用できます。 ### 使い方例 ```cpp #include // C++20以降 #include using namespace std; int main() { string name = "Alice"; int score = 95; double rate = 0.8765; cout << format("Name: {:<10} | Score: {:>4d} | Rate: {:.2f}\n", name, score, rate); } ``` 出力： ``` Name: Alice | Score: 95 | Rate: 0.88 ```
書式指定子 意味 例
`:<10` 左寄せ・幅10 `{: <10}` → 左寄せ
`:>10` 右寄せ・幅10 `{: >10}` → 右寄せ
`:.2f` 小数点以下2桁 `{:.2f}` → `3.14`
`:06d` 6桁ゼロ埋め `{:06d}` → `000042`
`{}` 自動推論 デフォルト出力
### 💬 fmtライブラリでの使用例（C++17以前） ```cpp #include #include int main() { std::string name = "Bob"; int age = 20; fmt::print("Hello, {}! You are {} years old.\n", name, age); } ``` 出力： ``` Hello, Bob! You are 20 years old. ``` --- ## 🔍 比較：Cのprintf関数との違い
操作 printf iostream fmt / format
書式構文 `%d %f %s` 関数チェーン形式 `{}` ベースのテンプレート式
型安全性 ❌ 弱い ✅ 強い ✅ 強い
可読性 △ ○ ◎
柔軟性 ○ ○ ◎（動的組み立て可）
--- ## 💡 まとめ - `` は既存Cライクコードに馴染む標準方式。 - `std::format` / `fmt` は現代的で読みやすく、ゲームデバッグ出力などに最適。 - どちらも「****Cのprintfより安全で拡張性が高い****」という点を体験させるのが狙い。 --- ### 🔎 次にやるとよい演習 1. 数値を右寄せ・左寄せしてスコア表を整形。 2. `fmt::print` を使ってデバッグメッセージを出すツール関数を作る。 3. `std::format` でログ出力を作り、`cout`版と比較する。