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【C++】文字列と数値を相互変換する方法まとめ

【C++】文字列と数値を相互変換する方法まとめ C++

C++でアプリケーションを開発していると、ユーザーからの入力を計算に利用したり、計算結果をログとして画面に表示したりするために「文字列」と「数値」を相互に変換する処理が頻繁に必要になります。

しかし、C++には古くからのC言語由来の方法（atoi や sprintf）と、モダンな標準ライブラリ（std::stoi や std::format）が混在しており、「自分の開発環境と要件において、どの方法が最適なのか」と迷ってしまう方も多いのではないでしょうか。

特に、変換時のエラーチェックや16進数の扱い、表示を整えるための0埋めなどは、実装方法によって安全性やパフォーマンスが大きく変わります。

この記事では、現代のC++開発における文字列・数値変換の主要な手法を、C++20/23/26環境までを見据えて詳しく解説します。

安全性、パフォーマンス、可読性のバランスを考慮したコード選びに役立ててください。

【本記事の信頼性】
プロフィール
執筆者：マヒロ
  • 執筆者は元エンジニア
  • SES⇒大手の社内SE⇒独立
  • 現在はプログラミングスクールを運営
  • モットーは「利他の精神」
💻 本記事の検証環境（2026年2月確認）
  • OS：Windows 11 / macOS Sequoia
  • IDE：Visual Studio / VS Code / IntelliJ IDEA
  • その他：Chrome DevTools / 各言語最新安定版

※本メディアでは、上記環境にてコードの動作と情報の正確性を検証済みです。

文字列から数値へ変換する主要なメソッド

文字列（std::string）を数値（int や double）に変換する場合、標準ライブラリの変換関数を使用するのが一般的です。

ただし、C++11以降の「手軽な例外ベースの関数」と、C++17以降の「高性能な非例外ベースの関数」では設計思想が大きく異なります。

ここでは、用途に合わせた2つのアプローチについて、具体的な実装方法を見ていきましょう。

1. 手軽に変換する（std::stoi / std::stod）

C++11で導入された std::stoi（string to integer）系は、最も広く普及している変換方法です。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string strValue = "12345";
    
    // 文字列をint型に変換（失敗時は例外が発生）
    int num = std::stoi(strValue);

    std::cout << "変換後の数値: " << num << std::endl;
    return 0;
}

この手法は、文字列の先頭にある空白を自動でスキップする機能を持ち、記述も非常に簡潔です。

ただし、変換に失敗すると例外（std::invalid_argument など）を投げるため、後述するエラー処理の節で解説するように try-catch による保護が推奨されます。

2. 高性能・安全に変換する（std::from_chars）

C++17で導入された std::from_chars は、例外を投げず、動的メモリ確保も行わない、極めて高速かつ安全な変換手段です。

パフォーマンスが要求されるシステムや、例外を避けたい環境ではこちらが有力な選択肢です。

#include <iostream>
#include <charconv> // std::from_chars に必要
#include <string_view>
#include <system_error>

int main() {
    std::string_view str = "3.14159";
    double val;

    // 例外を投げず、戻り値で成否を返す
    auto [ptr, ec] = std::from_chars(str.data(), str.data() + str.size(), val);

    if (ec == std::errc{}) {
        std::cout << "変換成功: " << val << std::endl;
    } else {
        std::cerr << "変換失敗" << std::endl;
    }
    return 0;
}

浮動小数点数変換の注意点
 std::stod や std::from_chars で小数を扱う場合、変換結果はdouble型で表現可能な範囲と精度に制限される点に注意してください。

IEEE 754規格に基づく丸め誤差が発生し得るため、厳密な数値計算を必要とする読者は、変換後の誤差の考慮が不可欠です。

数値から文字列へ変換する方法と書式指定

数値を表示や保存のために文字列へ変換する際、以前のC++では std::stringstream などが多用されてきましたが、現在は「簡潔さ」か「柔軟な書式指定」かで手法を使い分けるのが合理的です。

簡易的な変換（std::to_string）

デバッグ用のログ出力などで、書式にこだわらずサクッと変換したい場合に有力です。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    int count = 100;
    std::string s = std::to_string(count);
    std::cout << s << std::endl;
    return 0;
}

std::to_string は非常に手軽ですが、浮動小数点数を渡すと処理系によって "1.200000" のように不要な桁が出力されるなど、出力形式を制御できないという制約があります。

また、内部でバッファ確保を行うため、極限のパフォーマンスを求めるループ内などでは注意が必要です。

書式を指定する有力な選択肢（std::format）

「001」のような0埋め（ゼロパディング）や、特定の桁数での表示が必要な場合、C++20で導入された std::format が有力な選択肢となります。

#include <iostream>
#if __has_include(<format>)
#include <format> // C++20以上、かつ対応OS/コンパイラが必要
#endif
#include <string>

int main() {
    int id = 7;
    double price = 120.5;

    // 対応している環境であれば、Python風の簡潔な記述が可能
#ifdef __cpp_lib_format
    std::string s1 = std::format("{:03}", id);   // 3桁で0埋め
    std::string s2 = std::format("{:.2f}", price); // 小数点第2位まで
    std::cout << "ID: " << s1 << ", Price: " << s2 << std::endl;
#else
    std::cout << "std::format は現在の環境でサポートされていません" << std::endl;
#endif
    return 0;
}

導入時の注意点
 std::format は非常に強力ですが、C++20規格であり、GCC（libstdc++ 13以前）など一部の環境では未実装または不完全な場合があります。

そのような環境では、従来の std::stringstream や、std::format のベースとなった外部ライブラリの {fmt} を活用するのが現実的なベストプラクティスです。

16進数と数値の相互変換テクニック

メモリ情報の表示などで頻出する16進数変換も、標準関数の引数やフォーマット指定子の工夫でスマートに処理できます。

16進数文字列を数値にする

std::stoi の第3引数に基数 16 を渡すことで、”FF” や “0x10” といった文字列を解析できます。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string hexStr = "0xFF";
    // 第3引数に16を指定（0xプレフィックスも自動解釈）
    int value = std::stoi(hexStr, nullptr, 16);
    std::cout << value << std::endl; // 255
    return 0;
}

数値を16進数文字列にする

前述の std::format が使える環境であれば、最もスマートに記述できます。

#ifdef __cpp_lib_format
// 小文字の16進数
std::string s_low = std::format("{:x}", 255); // "ff"
// #フラグによるプレフィックス(0x)を含めた全体幅指定
std::string s_high = std::format("{:#06X}", 255); // "0x00FF"
#endif

{:#06X} という指定は、# フラグで付与される 0x の2文字を含めて全体を6文字にするという意味です。

このように、複雑な書式も一括で定義できるのがモダンなC++の強みです。

変換の安全性とエラー処理の使い分け

変換処理において最も考慮すべきは「不正な入力（”abc” など）」への対処です。
C++には大きく分けて2つの設計思想があります。

1. 例外処理（try-catch）を利用する

std::stoi 系を使う場合、エラーは例外として通知されます。集中管理したい場合には有効です。

try {
    int num = std::stoi("invalid");
} catch (const std::invalid_argument& e) {
    std::cerr << "解釈不能な文字列です" << std::endl;
} catch (const std::out_of_range& e) {
    std::cerr << "型の許容範囲を超えています" << std::endl;
}

2. ステータスチェックを利用する（例外を投げない）

パフォーマンスを重視する場合や、エラーが頻発する可能性がある入力を扱うなら、std::from_chars のような戻り値でエラーを返すAPIを選びます。

「例外コストを嫌う設計」が求められる実務の現場では、C++17以降であれば std::from_chars を優先的に使用することが現代的なアプローチの一つとして定着しつつあります。

C++のスキルを活かして年収を上げる方法

以上、C++で文字列と数値を相互変換する方法について解説しました。

なお、C++のスキルがある場合には、「転職して年収をアップさせる」「副業で稼ぐ」といった方法を検討するのがおすすめです。

C++を扱えるエンジニアは希少価値が高いため、転職によって数十万円の年収アップはザラで、100万円以上年収が上がることも珍しくありません。

なお、転職によって年収を上げたい場合は、エンジニア専門の転職エージェントサービスを利用するのが最適です。
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